از سال ۱۹۰۱ تا سال ۱۹۴۵ میلادی(۴)

۱۹۰۴ م. لا مپ خلاء لامپ‌هائى که ساخت راديو، تلويزيون، رايانه و صدها دستگاه ديگر الکترونيکى را امکان‌پذير ساختند.

در سال ۱۸۷۹ توماس آلوا اديسن (Thomas Alva Edison) مخترع آمريکائي، نخستين لامپ برق قابل استفاده را با استفاده از يک رشته فيلامان (Filament) که رشته نازکى از فلز يا کربن بود و توسط جريان برق فروزان مى‌شد، اختراع کرد. اين لامپ‌ها که براساس مولد جريان مستقيم ساخته شده بود مورد استفاده قرار گرفت. هنگامى که در سال ۱۸۸۳ اديسن مشغول پژوهش درباره نقص کارش بود، مشاهده کرد که در بعضى شرايط خلاء، در برخى ولتاژها درخشش آبى رنگ عجيب در لامپ به‌وجود مى‌آيد. او دريافت که اين درخشش بر اثر وجود جريان در جهتى خلاف جهت جريان اصلى که از رشته لامپ عبور مى‌کند در حرکت است. يعنى از کاتود (قطب منفي) به آنود (قطب مثبت) مى‌رفت. کشف اديسن هرگز توسط وى تشريح نشد، اما روش ويژه کشف خود را در سال ۱۸۶۶ ثبت کرد.

تحقيقات وسيع دانشمندان انگليسى و آلمانى درباره طبيعت کاتودى و به‌خصوص کارهاى جي.جي. تامسن سرانجام تائيد کرد که نور لامپ اديسن در لوله‌هاى تخليه شده از گاز به علت عبور الکترون‌ها از الکترود منفى به الکترود مثبت حاصل مى‌گردد. در اين لامپ الکترون‌هاى فيلامان فروزنده توليد مى‌شدند و نظريه مربوط به اين فراروند فيزيکى در سال ۱۹۰۳ توسط (او.دبيلو. ريچاردسون O.W. Richordson) تنظيم شد. ريچارد سون نشان داد که الکترون‌ها با فراروندى همانند تبخير از فلزهاى داغ گسيليده مى‌شوند. اين اختراع‌هاى اوليه به ساختن نخستين دستگاه الکترونى انجاميد که بعدها ساخت راديو و تلويزيون و رايانه را امکان‌پذير ساختند و انقلابى عظيم در تکنولوژى لامپ‌هاى گرمايونى و لامپ پرتوکاتودى (لامپ تصوير تلويزيون) به پا کردند. پدر دانش الکترونيک امبروز فلمينگ (Ambrose Fleming) با لامپ‌هاى گرمايونى نخستين دستگاه را اختراع کرد که در آن الکترون‌هاى آزاد به‌کار گرفته مى‌شدند. در آغاز قرن بيستم، فلمينگ استاد جوان و مهندس برق در کالج دانشگاهى لندن بود. او با آزمايش‌هاى اديسن درباره لامپ آشنا شد. سپس مشاور شرکت انگليسى (مارکوني) گرديد. اين شرکت در جستجوى اختراع آشکارگر بهترى بود که مورد استفاده مارکونى براى گرفتن سيگنال‌هاى بى‌سيم بود.

آنها سيگانال‌هائى را به‌کار مى‌بردند که عبارت بودند از مجموعه‌اى از موج‌هاى راديوئى پُر فرکانس که توسط شروع و ختم يک تخليه جرقه‌اى در يک حلقه مارپيچ جرقه‌زن به کمک يک کليد قطع و وصل توليد مى‌شدند. در ايستگاه گيرنده اين موج‌ها که سريعاً تغيير جهت مى‌دادند بايد يک‌سو و مستقيم مى‌شدند يعنى از دستگاهى گذرانده مى‌شدند که جريان اجازه مى‌داد فقط در يک جهت جريان يابد نه در جهت مخالف، تا اين موج‌ها بتوانند اثرهاى قابل شنيدنى در گوش ايجاد کنند. فليمنگ به اين انديشه افتاد که از کشف اديسن به‌جاى آن استفاد کند. او دو صفحه فلزى را در يک لوله تخليه شده قرار داد. يکى از اين صفحه‌ها را که کاتود بود به کمک جريان برق نسبت به جريان ديگر يا آنود منفى ساخت. کاتود توسط يک باترى مناسب تا حد فروزنگى گرم مى‌شد تا اينکه الکترون‌ها در يک جريان پيوسته به سوى آنُد گسيليد مى‌شدند. هنگامى که اين لوله در مدار آنتن گيرنده بى‌سيم قرار داده مى‌شد آنود به پيروى از تغيير جهت نوسان‌هاى پُر فرکانس که از دستگاه فرستنده مى‌آمد متناوباً مثبت و منفى مى‌شد. ولى الکترون‌هائى که داراى بار منفى بودند فقط در زمانى که آنُد مثبت بود، به‌سوى آن جذب مى‌شدند و در قسمتى که آنُد منفى مى‌شد دفع مى‌گشتند و اجازه مى‌داد که جريان در يک جهت عبور کند. اين جريان قادر گشت تا در گيرندهٔ تلفن يا وسيله ضبطى را به‌کار اندازد. لامپ الکترودى فلمينگ که لامپ ديود ناميده مى‌شد در سال ۱۹۰۴ به ثبت رسيد ولى حق استفاده از آن به شرکت مارکونى داده شد.

لامپ فلمينگ توسط دانشمند و فيزيکدان آمريکائى آي. لنگميور (I. Langmuir) و اچ.اي. آرنولد (H.D. Arnold) اصلاح شد. بعداً کارخانه‌هاى سازنده صدها ميليون از آن را توليد کردند. در سال ۱۹۰۰ فارغ‌التحصيل جوانى به‌نام لي.دي. فارست (Lee de Forest) هنگامى‌که آنتن يک گيرنده بى‌سيم را به شبکه دستگاه خود وصل کرد دريافت که آشکارگرى را در اختيار دارد. او دستگاه خود را در سال ۱۹۵۶ به ثبت رسانيد. به اين ترتيب او نخستين دستگاه تقويت‌کننده لامپى را ساخت. وى سرى لامپ‌هائى خود را به‌عنوان تقويت‌کننده براى سيگنال‌هاى ضعيف تلفنى به‌کار بست و کشف کرد که اين لامپ‌ها مى‌توانند به‌عنوان نوسانگر يا (Oscillator) عمل کنند. همچنين علاوه‌بر خاصيتى که براى يک‌سو کردن و تقويت موج‌هاى الکترومغناطيس داشتند مى‌توانستند براى توالى اين موج‌ها نيز مورد استفاده قرار گيرند. فارست ارزش کشف خود را دريافت و از آن براى توليد نوسان‌هاى بى‌سيم به‌جاى مولدهاى جرقه‌اى مولدهاى جرقه‌اى که در آن زمان به‌کار مى‌رفت استفاده کرد. او مدارى را طراحى کرد که بعدها بسيار به دفعات توسط نيروى دريائى آمريکا مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از لامپ‌هائ گرمايونى به‌عنوان نوسانگر براى پخش و گرفتن امواج راديوئى بود، و اين هنوز هم اساس فرستنده موج‌هاى راديوئى و تلويزيونى به شمار مى‌رود. ترانزيستورها جايگزين آشکارگرها و تقويت‌کننده‌هائى شدند که با لامپ‌هائى گرمايونى کار مى‌کردند. ولى هنوز جانشينى کاملاً رضايت‌بخش براى فرستنده قوى و بزرگى که در دستگاه فرستنده در چهارگوشه جهان هستند، پيدا نشده است.

سى‌سال بعد دکتر آي.آي.رابى (I.I. Rabi) آمريکائى برنده جايزه نوبل، دستگاه فارست را در مقاله‌اى در شماره اکتبر ۱۹۴۵ 'مجله ماهانه آتلانتيک' توصيف کرد: اين دستگاه آنقدر از نظر نتيجه‌هائى که داشته مهم است که با بزرگ‌ترين اختراع‌هاى تمام دوران‌ها در يک رديف قرار دارد.

روش‌هاى پيشرفته‌اى از سال ۱۹۱۵ تا ۱۹۲۵ بيشتر در نتيجه پژوهش‌هاى صنعتى در صنايع استوار شده تلفن و لامپ‌سازى در صنعت جوان راديو به‌دست آمدند. در سال ۱۹۱۰ يک نمونه پمپ، جهت ايجاد خلاء در آلمان ساخته شد که براى ايجاد خلاء در لامپ به‌کار مى‌رفت. در سال ۱۹۱۵ شرکت تلفن و تلگراف آمريکا براى تکرارکننده‌ها در خط بين‌قاره‌اى ميان نيويورک و سانفرانسيسکو به‌کار برد. بين سال‌هاى ۱۹۱۲ و ۱۹۲۵ پژوهش‌ها و اختراعات بيشترى توسط شرکت‌هاى جنرال‌الکتريک و شرکت تلفن و تلگراف آمريکا به ثبت رسيد.

در سال ۱۹۱۵ با اين دستگاه‌ها و لامپ‌هاى گرمايونى ارتباطي، راديو تلفنى بين دو سوى اقيانوس اطلس (آرلينگتن در آمريکا و برج ايفل در پاريس) انجام شد. اگر چه بيش از پانصد لامپ براى فرستادن صوت از آرلينگتن به‌کار برده شده بود. ولى فقط چند کلمه بسيار ضعيف در پاريس شنيده شد. با تأسيس نخستين برنامه‌هاى منظم راديوئى در آمريکا در سال ۱۹۲۰ توليد انبوه لامپ‌هاى راديوئى (تريود) براى مصرف مردم شروع شد و نظير اين کار دو سال بعد در تأسيس بنگاه سخن‌پراکنى انگليس در انگلستان انجام گرفت.

اندازه و توان، کارائى لامپ‌هاى نوسانگر رو به افزايش بود. توان آنها در ابتدا ۵۰ وات و سپس ۲۵۰ وات و تا سال ۱۹۲۲ يک لامپ ۱۰۰ کيلوواتى آزمايشى ساخته شد که تقريباً به اندازه يک انسان بود. در سال ۱۹۲۷ با عرضه لامپ‌هائى جريان متناوب گام بزرگى به جلو برداشته شد. افروزندهٔ اين لامپ‌ها توسط سيم‌پيچ‌هاى گرم‌کننده جداگانه گرم مى‌شدند که از ترانسفورماتورى از منبع اصلى الکتريسيته نيرو مى‌گرفت و نيروى لازم را از پريز خانگى دريافت مى‌کرد. بدين ترتيب باترى‌هاى بزرگ به‌ دور انداخته شد. تا سال ۱۹۳۳ ساختن لامپ‌هاى بسيار براى کارهاى مختلف همچنان ادامه داشت پيشرفت‌هاى تکنيکى در لامپ‌ها و مدارها که کارآئي، سرعت عمل دامنه، تقويت توان بازده و قابليت اطمينان آنها رو به افزايش بود به‌کار برده شدند.

اين پيشرفت‌ها در پخش و دريافت برنامه‌هاى تلويزيون، راديو، تلفن انواع فرستندهاى امروزي، فيلم ناطق، ضبط‌صوت و گرامافون‌هاى برقى و سرانجام اولين رايانه به‌نام آنياک ANIAC در سال ۱۹۴۶ با استفاده از لامپ‌هاى گرمايونى در آزمايشگاه پرتاب‌شناسى در (ابردين مريلند آمريکا) ساخته شد. در اين ماشين حسابگر ۸۰۰۰ لامپ گرمايونى جهت ايجاد حافظه با توان ۱۰۰ کيلووات مورد استفاده قرار گرفت. از حرارت حاصل از عمليات محاسبه آن مى‌توانستيم يک غذاى گرم دهان‌سوز بپزيم. اختراعى که سبب شد تا انسان بتواند فريادها و خواسته‌هاى او را که بيش از چندين متر فراتر نمى‌رفت، با صدائى آهسته از طريق ماهواره‌ها در آنسوى کره زمين به گوش دوست خود برساند.