Nim wynaleziono internet - Telefon

in pl-nauka •  7 months ago 

"Panie Watson, proszę przyjść, potrzebuję pana" - podobno tak brzmiały pierwsze słowa wypowiedziane przez telefon, a ich autorem miał być Graham Bell. Podobno, bo pierwszeństwo w wynalezieniu telefonu jest kwestią dyskusyjną. Historia wspomina o czterech mężczyznach ubiegających się o pierwszeństwo w wynalezieniu telefonu: Antonim Meuccim, Elishy Gray, Philippie Reisie i Grahamie Bellu. Konflikt ten jest bardzo złożony i pełen teorii spiskowych, stanowi dobry materiał na książkę lub chociażby pracę naukową (i podejrzewam, że wiele takich dzieł już powstało). Nim jednak nie będę się tutaj zajmował, a ciekawych odsyłam do chociażby tych materiałów: 1 2 3 4

image.png

Zastanówmy się jak telefon działa? Zasadniczo składa się on z 3 elementów: Głośnika, mikrofonu i przewodu. Sposób działania jest prosty: mówimy do mikrofonu, dźwięk jest zamieniany na sygnał elektryczny, a następnie odtwarzany w głośniku z powrotem na dźwięk. Nie ma tutaj żadnego kodowania, a komunikacja jest natychmiastowa. Telefon wygrywa z telegramem praktycznie na każdym polu. Jednak na upowszechnienie telefonu przyszło nam bardzo długo poczekać. Telegraf zaczął poważną karierę w 1844 roku i przez ponad 30 lat praktycznie nie miał konkurencji dzięki czemu zdominował rynek na wiele lat. Gdy w 1876 roku debiutował telefon, telegraf posiadał już bardzo rozwiniętą sieć i mimo przewagi technicznej rywala - był w użyciu jeszcze przez wiele lat, w niektórych krajach (w tym Polsce) nawet do początków XXI wieku. 5

image.png

By NatalieMaynor from Jackson, Mississippi, USA - Football, CC BY 2.0, Link

Odkrycie fal radiowych, a co za tym idzie - łączności bezprzewodowej teoretycznie dawało telefonowi szansę, jednak okazało się, że sygnał telegraficzny potrzebuje znacznie mniej wyrafinowanego sprzętu, a on sam jest też mniej podatny na zakłócenia. Telegrafia bezprzewodowa była w użyciu około 20 lat zanim została wyparta przez radia foniczne. Był to jednak bardzo gorący okres ze względu na I Wojnę światową która ujawniła problemy związane z łącznością przewodową. 6

image.png

Źródło

Łączność i rozpoznanie było kluczowe dla sukcesów militarnych, więc coraz chętniej używano radia i samolotów, nadal korzystano jednak z tradycyjnych metod komunikacji takich jak gońcy i gołębie. O wadze łączności może świadczyć porażka Bolszewików w wojnie z Polską. Polacy przejęli radiostację wroga i dokonali skutecznego zagłuszania, eliminując dużą część wojsk z walk o Warszawę. 7

Historia telefonu nie jest jednak ściśle historią radia. Pierwsze próby łączności przeprowadzano już w XVII wieku. Oczywiście nie można tutaj mówić o niczym szczególnym, były to po prostu dwa metalowe naczynia połączone drutem. Fala dźwiękowa, jako fala mechaniczna, musi mieć ośrodek, w tym wypadku ośrodkiem tym był drut którym można było przesyłać wiadomości na niewielkie odległości. Podobne rezultaty można uzyskać przy użyciu systemu rur.

Do zbudowania prawdziwego telefonu, w pierwszej kolejności potrzebowaliśmy mikrofonu, czyli urządzenia które zamieni fale akustyczne w sygnał elektryczny. Pierwszym mikrofonem (jeśli pominiemy Reisa i Meucciego) wykorzystującym prąd elektryczny był mikrofon kwasowy. Polegał on na tym, że dźwięk wzbudzał drgania membrany z iglicą zanurzoną w zakwaszonej wodzie. Drgania igły powodowały zmianę rezystywności układu, a co za tym idzie natężenia prądu. Był tutaj spór pomiędzy Grayem a Bellem, Bell słysząc o tym, że Gray wykorzystuje ciecz, dodał zdanie, że u niego cieczą jest rtęć, chociaż rtęć się nie nadawała z uwagi na bardzo małą rezystywność. 8

image.png

Mikrofon kwasowy nie nadawał się do wykorzystania komercyjnego, jednak stworzył podwaliny na których Thomas Alwa Edison i Emil Berliner zbudowali około 1878 roku mikrofon węglowy. Zamiast kwasu, wykorzystał on proszek węglowy który ściskany i rozluźniany przez membranę drgającą pod wpływem dźwięku - zmieniał rezystywność. Miał on poważną wadę, mianowicie zakres jego pracy był węższy niż ludzka mowa, toteż dźwięk był zniekształcony. Konstrukcja była jednak prosta, tania i bardzo odporna na awarie, więc chętnie wykorzystywano go w pierwszych telefonach.
image.png
By wtshymanski put on the English text - From Commons Kohlenmikrofon SK.svg text translated to English, CC BY-SA 3.0, Link

Podobnie jak w przypadku telefonu i tutaj była walka o pierwszeństwo. Niezależnie wynalazek opracował też David Edward Hughes znany z wynalezienia telegrafu piszącego tekst zamiast kropek i kresek. Jego wynalazek (widoczny poniżej) różnił się od pomysłu Edisona i Berlinera, Drewniany ekran wywoływał drgania które powodowały zmiany rezystywności z węglowym pręcie podłączonym do źródła prądu. 9 10

image.png

Rozwój mikrofonów przyśpieszył, i już w 1886 roku pojawił się mikrofon węglowy przypominający kształtem guzik - znany z pierwszych telefonów. 9

image.png
Wnętrze mikrofonu guzikowego

Na tym się nie skończyło, a kolejny krok należał do Henryka Machalskiego (lub jego brata według niektórych źródeł) który opracował rozwinięcie mikrofonu węglowego - mikrofon proszkowy. W jego pomyśle węgiel miał postać sproszkowanego grafitu, a membrana znajdowała się między gumowymi pierścieniami. Otrzymał on patent na swój wynalazek w 1879 roku, a w 1881 roku dokonał transmisji koncertu z Żółkwi do Lwowa. 11

Mikrofon węglowy był wykorzystywany przez długi czas pomimo rozwoju innych konstrukcji. Pomimo słabej jakości sygnału (w porównaniu z innymi rozwiązaniami) mikrofony te pozwalają na przesył na ogromne odległości bez wzmacniaczy, są odporne na pioruny i impulsy elektromagnetyczne. Stanowią więc zabezpieczenie komunikacyjne na wypadek wojny atomowej.

image.png
By : Tucvbif - own work , CC BY-SA 4.0, Link

Co jednak z tego, że mamy urządzenie do nadawania, skoro nie posiadamy odbiornika? Tutaj na szczęście było trochę łatwiej. Elektromagnesy były już znane, wystarczyło więc połączyć je z stalową membraną by uzyskać drgania. Oczywiście na początku efekty były słabe, ale z czasem rozwinięto słuchawki, a następnie głośniki do formy którą znamy dziś. Czy samo stworzenie słuchawek było trudne? Ciężko powiedzieć. Źródła naukowe w większości skupiają się na mikrofonie, wygląda więc na to, że było to stosunkowo łatwe zadanie.

Do telefonu brakowało więc już tylko przewodu. Go jednak z oczywistych względów pominiemy. Tak więc narodziny telefonii stały się faktem. W tej historii jest jednak wątek romantyczny związany z historią Grahama Bella.

image.png
Graham Bell z uczniami

Bell w okolicach 23 lat zachorował i wyjechał podreperować zdrowie do Kanady, tam otrzymał z kolei propozycję pracy w Bostonie, miał zostać profesorem fizjologii dźwięku w szkole dla głuchoniemych. Jego kariera szybko się rozwijała, i już dwa lata później, w 1872 roku założył własną szkołę dla głuchych. Poznał tam swoją przyszłą żonę - 15 letnią Mabel Gardiner Hubbard. Była to córka bogatego przedsiębiorcy który zarobił fortunę na liniach kolejowych. Rodzina zaakceptowała Bella, widziała w nim nadzieję na przywrócenie słuchu ich ukochanej córce. Z tego powodu ojciec Mabel chętnie zainwestował w pomysł Grahama.

image.png
Telefon z osobną słuchawką i mikrofonem

Pomysłem tym był telegraf harmoniczny, a następnie telefon. Bell nie znał niemieckiego, a elektryczność była dla niego obca. Mimo to czytał z pomocą Alexandera Johna Ellisa prace Hermanna von Helmholtza. Zostały one jednak przez niego źle zrozumiane. Helmholtz wytwarzał spółgłoski, natomiast Bell zrozumiał, że przesyła je na odległość. Można więc powiedzieć, że Bell był tą osobą która "zrobiła coś, bo nie wiedziała, że się nie da". Tak czy inaczej Telegraf harmoniczny - czyli telegraf którym można by przesyłać wiele rozmów na raz okazał się porażką. Urządzenie się zepsuło, Bell wyłączył prąd, ale odbiornik dalej działał bo był wprawiany w ruch przez nadajnik z innego pokoju.

Ta obserwacja skłoniła go do zajęcia się telefonem, ku niezadowoleniu teścia któremu obiecał ulepszony telegraf. Bell jednak nie odpuścił i stworzył telefon który następnie ulepszał. Nie wierzono jednak w jego wynalazek Szefem Western Union odrzucił ofertę kupna patentu za 100 tysięcy dolarów, uważając telefon za zabawkę. Dwa lata później uważał, że 25 milionów byłoby okazją, gdyby tylko Bell chciał sprzedać swój patent.

Przełomem który zadecydował o przyszłości telefonu była wystawa w Filadelfii w 1876 roku. Mabel sądziła, że Bell pojedzie wraz z nią, jednak ten odmówił. Gdy to usłyszała zrobiła mężowi awanturę i koniec końców musiał pojechać wraz z nią, by zaprezentować swój wynalazek. Tam zwrócił uwagę cesarza Brazylii Pedra II. Cesarz przystawił słuchawkę do ucha i usłyszał Hamleta. Wynalazek wzbudził ogromne zainteresowanie, a Bell szybko znalazł inwestorów dla swojej firmy, jednym z nich był właśnie Cesarz.

image.png

Firmę założono w 1877 roku, a już 9 lat później miała 150 tysięcy abonentów w USA. w 1915 roku położono linię transkontynentalną, na połączenie Ameryki i Europy musieliśmy jednak poczekać aż do zakończenia II wojny światowej.

Źródła uzupełniające:
https://gazetawroclawska.pl/cesarz-uslyszal-hamleta/ar/270795/2
https://en.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell
https://pl.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell
https://www.weranda.pl/sztuak-new/kolekcje-new/historia-telefonu
https://www.bryk.pl/wypracowania/fizyka/historia-fizyki/10060-historia-telefonu.html
http://xn--wi-xva.pl/historia-powstania-telefonu/
https://pl.wikipedia.org/wiki/Telefon


Originally posted on Ciekawsza strona Nauki. Steem blog powered by DBLOG.

Authors get paid when people like you upvote their post.
If you enjoyed what you read here, create your account today and start earning FREE STEEM!
Sort Order:  

!tipuvote 1

This post is supported by $0.47 @tipU upvote funded by @grecki-bazar-ewy :)
@tipU voting service: get instant upvotes + profit sharing tokens | For investors.