Wynalezienie telefonu - Invention of the telephone

Replika Antonio Meucci „s telettrofono
Aktor grający Alexandra Grahama Bella przemawiającego do wczesnego modelu telefonu

Wynalezienie telefonu było zwieńczeniem pracy wykonanej przez wiele osób, co doprowadziło do szeregu procesów sądowych dotyczących roszczeń patentowych kilku osób i wielu firm.

Wczesny rozwój

Pojęcie telefonu wywodzi się od znanego od wieków telefonu strunowego lub telefonu kochanka, składającego się z dwóch membran połączonych napiętym sznurkiem lub przewodem. Fale dźwiękowe są przenoszone w postaci drgań mechanicznych wzdłuż struny lub drutu od jednej membrany do drugiej. Klasycznym przykładem jest telefon z puszki , dziecięca zabawka wykonana przez połączenie dwóch końców sznurka z dnami dwóch metalowych puszek, papierowych kubków lub podobnych przedmiotów. Zasadniczą ideą tej zabawki było to, że membrana może zbierać dźwięki głosu z dźwięków głosu w celu odtwarzania na odległość. Jeden z prekursorów rozwoju telefonu elektromagnetycznego powstał w 1833 roku, kiedy Carl Friedrich Gauss i Wilhelm Eduard Weber wynaleźli urządzenie elektromagnetyczne do transmisji sygnałów telegraficznych na Uniwersytecie w Getyndze w Dolnej Saksonii, pomagając stworzyć fundamentalną podstawę dla technologii, która był później używany w podobnych urządzeniach telekomunikacyjnych. Wynalazek Gaussa i Webera ma być pierwszym na świecie telegrafem elektromagnetycznym.

Strona Charlesa Graftona

W 1840 r. Amerykanin Charles Grafton Page przepuścił prąd elektryczny przez cewkę drutu umieszczoną między biegunami magnesu w kształcie podkowy. Zauważył, że podłączenie i odłączenie prądu powodowało dzwonienie w magnesie. Nazwał ten efekt „muzyką galwaniczną”.

Innocenzo Manzetti

Innocenzo Manzetti rozważał pomysł telefonu już w 1844 roku i mógł go wykonać w 1864 roku, jako ulepszenie automatu zbudowanego przez niego w 1849 roku.

Charles Bourseul był francuskim inżynierem telegrafu, który zaproponował (ale nie zbudował) pierwszy projekt telefonu typu „make-and-break” w 1854 roku. Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy Meucci twierdził później, że stworzył swoją pierwszą próbę telefonu we Włoszech.

Bourseul wyjaśnił: „Załóżmy, że człowiek mówi w pobliżu ruchomego dysku wystarczająco elastycznego, aby nie stracić żadnej z wibracji głosu; że dysk ten naprzemiennie wytwarza i przerywa prądy z baterii: możesz mieć w pewnej odległości inny dysk, który będzie jednocześnie działał te same wibracje.... Pewne jest, że w mniej lub bardziej odległej przyszłości przemówienie będzie transmitowane elektrycznością. Robiłem w tym kierunku eksperymenty, są delikatne i wymagają czasu i cierpliwości, ale uzyskane przybliżenia obiecują korzystny wynik”.

Antonio Meucci

Pierwsze urządzenie komunikacyjne zostało wynalezione około 1854 roku przez Antonio Meucciego , który nazwał je teletrofonem . W 1871 Meucci złożył zastrzeżenie w Urzędzie Patentowym Stanów Zjednoczonych. Jego zastrzeżenie opisuje jego wynalazek, ale nie wspomina o membranie, elektromagnesie, konwersji dźwięku na fale elektryczne, konwersji fal elektrycznych na dźwięk ani innych istotnych cechach telefonu elektromagnetycznego.

Antonia Meucciego, ok. 1930 r . 1880

Pierwsza amerykańska demonstracja wynalazku Meucciego miała miejsce na Staten Island w stanie Nowy Jork w 1854 roku. W 1861 roku opis tego został podobno opublikowany we włoskojęzycznej gazecie nowojorskiej, chociaż nie zachowała się żadna znana kopia tego wydania gazety ani artykułu. dzisiejszy dzień. Meucci twierdził, że wynalazł sparowany nadajnik i odbiornik elektromagnetyczny, w którym ruch membrany modulował sygnał w cewce poprzez poruszanie elektromagnesem, chociaż nie wspomniano o tym w jego zastrzeżeniu patentowym z 1871 roku . Kolejną zaobserwowaną rozbieżnością było to, że urządzenie opisane w zastrzeżeniu z 1871 r. wykorzystywało tylko jeden przewód przewodzący, przy czym nadajnik-odbiorniki telefonu były izolowane od ścieżki „powrotu uziemienia”.

Meucci przez wiele lat studiował zasady elektromagnetycznej transmisji głosu i był w stanie zrealizować swoje marzenie o przesyłaniu głosu przez przewody w 1856 roku. Zainstalował w swoim domu urządzenie przypominające telefon, aby komunikować się z chorą wówczas żoną . Niektóre z notatek Meucciego rzekomo napisanych w 1857 roku opisują podstawową zasadę elektromagnetycznej transmisji głosu lub innymi słowy, telefon

W latach 80. XIX wieku przypisuje się Meucciemu wczesne wynalezienie indukcyjnego obciążenia przewodów telefonicznych w celu zwiększenia sygnałów na duże odległości. Niestety, poważne oparzenia spowodowane wypadkiem, brak angielskiego i słabe umiejętności biznesowe spowodowały, że Meucci nie rozwinął swoich wynalazków komercyjnie w Ameryce. Meucci zademonstrował jakiś instrument w 1849 roku w Hawanie na Kubie , jednak mógł to być wariant telefonu strunowego, który używał drutu. Meucci przypisuje się ponadto wynalezieniu obwodu antysidetonowego . Jednak badania wykazały, że jego rozwiązaniem problemu sidetone było utrzymanie dwóch oddzielnych obwodów telefonicznych, a tym samym użycie dwukrotnie większej liczby przewodów transmisyjnych. Obwód anty-sidetone później wprowadzony przez Bell Telephone zamiast tego anulował sidetone poprzez proces sprzężenia zwrotnego.

Amerykański Rejonowy Telegraph (ADT) laboratorium podobno stracił niektórych modelach pracujących Meucci, jego żona podobno wyrzucać innych i Meucci, którzy czasem żyli w sprawie pomocy publicznej, nie zdecydował się przedłużyć swój 1871 teletrofono zastrzeżenie patentowe po 1874 roku.

W 2002 roku Izba Reprezentantów Stanów Zjednoczonych przyjęła rezolucję mówiącą, że Meucci wykonał pionierską pracę nad rozwojem telefonu. Rezolucja mówi, że „gdyby Meucci był w stanie zapłacić 10 dolarów opłaty za utrzymanie zastrzeżenia po 1874 roku, żaden patent nie mógłby zostać udzielony Bellowi”.

Rezolucja Meucciego przez Kongres Stanów Zjednoczonych została natychmiast poprzedzona kanadyjskim wnioskiem legislacyjnym przez 37. parlament Kanady , deklarując, że wynalazcą telefonu jest Alexander Graham Bell . Inni w Kanadzie nie zgodzili się z rezolucją Kongresu, a niektórzy z nich krytykowali zarówno jej dokładność, jak i intencje.

Chronologia wynalazku Meucciego

Emerytowany dyrektor generalny Centralnego Instytutu Badawczego Telekomunikacji Telecom Italia ( CSELT ), Basilio Catania i Włoskiego Towarzystwa Elektrotechniki „Federazione Italiana di Elettrotecnica”, poświęcili muzeum Antonio Meucciemu, konstruując chronologię jego wynalazku telefonu oraz prześledzenie historii dwóch procesów sądowych dotyczących Meucciego i Alexandra Grahama Bella.

Twierdzą, że Meucci był faktycznym wynalazcą telefonu i opierają swoją argumentację na zrekonstruowanych dowodach. Poniżej, jeśli nie zaznaczono inaczej, jest podsumowanie ich historycznej rekonstrukcji.

  • W 1834 roku Meucci skonstruował rodzaj akustycznego telefonu jako sposób na komunikację między sceną a reżyserką teatru „Teatro della Pergola” we Florencji. Ten telefon jest skonstruowany na wzór telefonów rurowych na statkach i nadal działa.
  • W 1848 Meucci opracował popularną metodę używania wstrząsów elektrycznych do leczenia reumatyzmu . Dał swoim pacjentom dwa przewodniki połączone z 60 bateriami Bunsena i zakończone korkiem. Trzymał również dwa przewodniki połączone z tymi samymi bateriami Bunsena. Siedział w swoim laboratorium, podczas gdy baterie Bunsena były umieszczane w drugim pokoju, a jego pacjenci w trzecim pokoju. W 1849 roku, podczas leczenia pacjenta z wyładowaniem elektrycznym 114V, w swoim laboratorium Meucci usłyszał krzyk pacjenta przez kawałek miedzianego drutu, który był między nimi, z przewodników, które trzymał przy uchu. Jego intuicja była taka, że ​​„język” miedzianego drutu wibruje jak liść elektroskopu; co oznacza, że ​​wystąpił efekt elektrostatyczny. Aby kontynuować eksperyment bez zranienia pacjenta, Meucci zakrył miedziany drut kawałkiem papieru. Dzięki temu urządzeniu usłyszał nieartykułowany ludzki głos. Nazwał to urządzenie „telegrafo parlante” (dosł. „mówiący telegraf”).
  • Na podstawie tego prototypu Meucci pracował nad ponad 30 rodzajami urządzeń do przesyłania dźwięku inspirowanych modelem telegrafu, podobnie jak inni pionierzy telefonu, tacy jak Charles Bourseul , Philipp Reis , Innocenzo Manzetti i inni. Meucci twierdził później, że nie myślał o przekazywaniu głosu na zasadzie telegraficznej metody „zrób i złam”, ale szukał rozwiązania „ciągłego”, które nie przerywałoby prądu elektrycznego.
  • Meucci twierdził później, że skonstruował pierwszy telefon elektromagnetyczny, wykonany z elektromagnesu z jądrem w kształcie nietoperza, membrany ze skóry zwierzęcej, usztywnionej dwuchromianem potasu i utrzymującego w środku metalowy dysk. Instrument był umieszczony w cylindrycznym pudełku kartonowym. Powiedział, że skonstruował to, aby połączyć swoją sypialnię na drugim piętrze z laboratorium w piwnicy, a tym samym komunikować się z żoną, która była inwalidą .
  • Meucci oddzielił się
  • dwa kierunki transmisji w celu wyeliminowania tzw. „efektu lokalnego”, przyjmując to, co dzisiaj nazwalibyśmy obwodem 4-przewodowym. Skonstruował prosty system wywoływania z manipulatorem telegraficznym, który zwierał instrument osoby wywołującej, wytwarzając w instrumencie osoby wywoływanej następstwo impulsów (kliknięć), znacznie intensywniejsze niż w normalnej rozmowie. Mając świadomość, że jego urządzenie wymaga większego pasma niż telegraf, znalazł sposób na uniknięcie tak zwanego „efektu naskórkowości” poprzez powierzchowne traktowanie przewodnika lub oddziaływanie na materiał (miedź zamiast żelaza). Z powodzeniem zastosował izolowany warkocz miedziany, wyprzedzając tym samym drut licowy używany przez Nikolę Teslę w cewkach RF.
  • W 1864 roku Meucci twierdził później, że zrealizował swoje „najlepsze urządzenie”, używając żelaznej membrany o zoptymalizowanej grubości i ciasno zaciśniętej wzdłuż jej krawędzi. Przyrząd mieścił się w pudełeczku na mydło do golenia, którego pokrywa zaciskała membranę.
  • W sierpniu 1870 roku Meucci twierdził później, że uzyskał transmisję ludzkiego głosu na odległość milową, używając jako przewodnika miedzianego warkocza izolowanego bawełną. Nazwał swoje urządzenie „teletrofono”. Rysunki i notatki autorstwa Antonio Meucci z dnia 27 września 1870 r. pokazują zwoje drutu na liniach telefonicznych międzymiastowych. Obraz wykonany przez Nestore Corradi to: Nestore Corradi w 1858 r. wspomina zdanie „Prąd elektryczny z rury induktora”

Powyższe informacje zostały opublikowane w Scientific American Supplement No. Meucci w 1871 zastrzeżenie nie wspominając dowolnego telefonu features później przypisuje mu przez jego adwokata, a które zostały opublikowane w tym Scientific American Supplement, główną przyczyną utraty „Bell v. Globe and Meucci” przypadku naruszenia patentu sądu która została podjęta przeciwko Globe i Meucci. Zobacz Antonio Meucci – Zastrzeżenie patentowe , aby zapoznać się z pełnym wydrukowanym tekstem jego zastrzeżenia patentowego teletrofono z 1871 roku.

Johann Philipp Reis

Znaczek poświęcony Johannowi Philippowi Reis

Telefon Reis został opracowany z 1857 r. Podobno nadajnik był trudny w obsłudze, ponieważ względne położenie igły i styku miały krytyczne znaczenie dla działania urządzenia. Można go zatem nazwać „telefonem”, ponieważ przekazywał on dźwięki głosu elektrycznie na odległość, ale we współczesnym tego słowa znaczeniu nie był to telefon praktyczny.

Thomas Edison przetestował sprzęt Reisa i stwierdził, że „pojedyncze słowa, wypowiadane jak podczas czytania, mówienia i tym podobne, były niewyraźnie wyczuwalne, niezależnie od tego, że również modulacje głosu, modulacje przesłuchań, zdziwienie, rozkazy itp. osiągnęły wyraźne wyrażenie."

W 1874 roku urządzenie Reis zostało przetestowane przez brytyjską firmę Standard Telephones and Cables (STC). Wyniki potwierdziły również, że może nadawać i odbierać mowę o dobrej jakości (wierność), ale stosunkowo niskim natężeniu.

Cyryl Duquet

Cyrille Duquet wynajduje słuchawkę.

Duquet uzyskał patent 1 lutego 1878 r. na szereg modyfikacji „ułatwiających transmisję dźwięku i poprawiających jego właściwości akustyczne”, a w szczególności na zaprojektowanie nowego aparatu łączącego głośnik i odbiornik w jednym urządzeniu .

Nadajniki i odbiorniki elektromagnetyczne

Elizeusz Gray

Elisha Gray z Highland Park w stanie Illinois również opracowała telegraf tonowy tego rodzaju mniej więcej w tym samym czasie co La Cour. W telegrafie tonowym Graya kilka wibrujących stalowych stroików dostrojonych do różnych częstotliwości przerywało prąd, który na drugim końcu linii przechodził przez elektromagnesy i wibrujące dopasowane stalowe stroiki w pobliżu biegunów elektromagnesów. „Telegraf harmoniczny” Graya z wibrującą trzciną był używany przez firmę Western Union Telegraph Company. Ponieważ więcej niż jeden zestaw częstotliwości wibracji – to znaczy więcej niż jeden ton muzyczny – może być przesyłany tym samym przewodem jednocześnie, telegraf harmoniczny może być wykorzystywany jako „multipleks” lub telegraf wielowarstwowy, przenoszący kilka wiadomości za pośrednictwem ten sam przewód w tym samym czasie. Każda wiadomość może być odczytana przez operatora za pomocą dźwięku lub z różnych tonów odczytanych przez różnych operatorów, albo też trwały zapis może być sporządzony za pomocą znaków narysowanych na wstążce podróżnego papieru przez dyktafon Morse'a. 27 lipca 1875 r. Gray otrzymał patent USA nr 166.096 na „Elektryczny Telegraf do Transmisji Dźwięków Muzycznych” (harmonika).

14 lutego 1876 r. w Urzędzie Patentowym Stanów Zjednoczonych prawnik Graya złożył zastrzeżenie patentowe na telefon tego samego dnia, w którym prawnik Bella złożył wniosek patentowy Bella na telefon. Nadajnik woda opisane w zastrzeżeniem Graya była uderzająco podobna do eksperymentalnej nadajnika telefonii testowanej przez Bell w dniu 10 marca 1876 roku, fakt, który zastanawia się, czy Bell (który znał szary) był inspirowany przez projekt lub występku Greya versa. Chociaż Bell nie używał nadajnika wody Graya w późniejszych telefonach, dowody sugerują, że prawnicy Bella mogli uzyskać nieuczciwą przewagę nad Grayem.

Alexander Graham Bell

Wpis do notatnika Bella z 10 marca 1876, opisujący jego pierwszy udany eksperyment z telefonem

Alexander Graham Bell był pionierem systemu zwanego mową widzialną, opracowanego przez jego ojca, aby uczyć dzieci niesłyszące. W 1872 Bell założył w Bostonie szkołę kształcącą nauczycieli niesłyszących. Szkoła następnie stała się częścią Boston University, gdzie Bell został mianowany profesorem fizjologii wokalu w 1873 roku.

Jako profesor fizjologii wokalu na Uniwersytecie w Bostonie Bell był zaangażowany w szkolenie nauczycieli w zakresie instruowania osób niesłyszących, jak mówić i eksperymentował z fonautografem Leona Scotta w rejestrowaniu wibracji mowy. Urządzenie to składa się zasadniczo z cienkiej membrany wibrowanej głosem i wyposażonej w lekki rysik, który kreśli pofalowaną linię na płycie z przydymionego szkła . Linia jest graficzną reprezentacją drgań membrany i fal dźwiękowych w powietrzu.

To tło przygotowało Bella do pracy z mówionymi falami dźwiękowymi i elektrycznością. Rozpoczął swoje eksperymenty w latach 1873-1874 od telegrafu harmonicznego, wzorując się na przykładach Bourseula, Reisa i Graya. Projekty Bella wykorzystywały różne przerywacze prądu załącz-wyłącz-wyłącz, napędzane przez wibrujące stalowe stroiki, które wysyłały przerywany prąd do odległego elektromagnesu odbiornika, który powodował drganie drugiego stalowego stroika lub kamertonu.

Podczas eksperymentu przeprowadzonego 2 czerwca 1875 roku przez Bella i jego asystenta Thomasa Watsona stroik odbiornika nie reagował na przerywany prąd dostarczany przez baterię elektryczną. Bell powiedział Watsonowi, który był na drugim końcu linii, by zerwał trzcinę, sądząc, że przykleiła się do bieguna magnesu. Watson zastosował się i ku swemu zdumieniu Bell usłyszał wibrację trzciny na jego końcu linii, która emitowała tę samą barwę, co szarpana trzcina, chociaż nie było przerywanych prądów z nadajnika, które powodowałyby wibracje. Kilka kolejnych eksperymentów wkrótce wykazało, że jego stroik odbiornika został wprawiony w drgania przez prądy magnetoelektryczne indukowane w linii przez ruch odległego stroika odbiornika w sąsiedztwie magnesu. Prąd baterii nie powodował wibracji, a był potrzebny jedynie do zasilania pola magnetycznego, w którym drgały stroiki. Co więcej, gdy Bell usłyszał bogate tony szarpanego stroika, przyszło mu do głowy, że skoro obwód nigdy nie został przerwany, wszystkie złożone wibracje mowy mogą zostać przekształcone w falujące (modulowane) prądy, które z kolei odtwarzają złożoną barwę, amplituda i częstotliwości mowy na odległość.

Po tym, jak Bell i Watson odkryli 2 czerwca 1875 r., że same ruchy stroika w polu magnetycznym mogą odtwarzać częstotliwości i barwę mówionych fal dźwiękowych, Bell rozumował przez analogię z mechanicznym fonautografem, że skórna membrana odtwarza dźwięki podobne do ludzkich. ucho po podłączeniu do stalowej lub żelaznej trzciny lub zawiasowej armatury. 1 lipca 1875 r. polecił Watsonowi zbudować odbiornik składający się z rozciągniętej membrany lub bębna ze skóry bijaka ze zbroją z namagnesowanego żelaza przymocowaną do środka i swobodnie wibrującą przed biegunem elektromagnesu w obwodzie z linia. Drugie urządzenie membranowe zostało zbudowane do użytku jako nadajnik. To był telefon "szubienicy". Kilka dni później sądzono ich razem, po jednym na każdym końcu kolejki, która biegła z pokoju w domu wynalazcy przy Exeter Place 5 w Bostonie do piwnicy pod spodem. Bell w pracowni trzymał w rękach jeden instrument, podczas gdy Watson w piwnicy słuchał drugiego. Bell przemówił do swojego instrumentu: „Czy rozumiesz, co mówię?” a Watson odpowiedział „Tak”. Jednak dźwięki głosu nie były wyraźne, a szkielet miał tendencję do przyklejania się do bieguna elektromagnesu i rozrywania membrany.

W teście z 10 marca 1876 roku między dwoma pokojami w jednym budynku w Bostonie wykazał, że telefon działał, ale jak dotąd tylko na niewielką odległość.

W 1876 roku Bell jako pierwszy uzyskał patent na „urządzenie do telegraficznego przesyłania głosu lub innych dźwięków”, po eksperymentach z wieloma prymitywnymi nadajnikami i odbiornikami dźwięku. Z powodu choroby i innych zobowiązań, Bell nie dokonywał żadnych ulepszeń telefonicznych lub eksperymentów przez osiem miesięcy, aż do opublikowania jego patentu w USA 174 465, ale w ciągu roku zbudowano pierwszą centralę telefoniczną w Connecticut, a Bell Telephone Company w 1877 r. , z Bellem właścicielem jednej trzeciej akcji, co szybko uczyniło go zamożnym człowiekiem.

Główny patent na telefon, 174465, przyznany Bellowi 7 marca 1876 r

W 1880 roku Bell otrzymał francuską nagrodę Volta za swój wynalazek, a za te pieniądze założył Laboratorium Volta w Waszyngtonie, gdzie kontynuował eksperymenty z komunikacją, badaniami medycznymi i technikami nauczania mowy głuchych, współpracując z Helen Keller pośród innych. W 1885 nabył ziemię w Nowej Szkocji i założył tam letni dom, w którym kontynuował eksperymenty, szczególnie w dziedzinie lotnictwa.

Sam Bell twierdził, że telefon został wynaleziony w Kanadzie, ale wyprodukowany w Stanach Zjednoczonych.

Sukces Bella

Rysunek patentowy telefonu Alexandra Grahama Bella, 7 marca 1876 r
Bell's Prototype Telephone Centennial Issue 1976

Pierwsza udana dwukierunkowa transmisja wyraźnej mowy przez Bella i Watsona miała miejsce 10 marca 1876 roku, kiedy Bell przemówił do urządzenia: „Panie Watson, chodź tu, chcę się z tobą zobaczyć”. i Watson spełnił prośbę. Bell przetestował w tym eksperymencie projekt przetwornika cieczy Graya, ale dopiero po przyznaniu patentu Bella i tylko jako dowód naukowego eksperymentu, który miał udowodnić ku własnej satysfakcji, że zrozumiała „mowa artykulacyjna” (słowa Bella) może być przekazywana elektrycznie. Ponieważ nadajnik płynny nie był praktyczny w przypadku produktów komercyjnych, Bell skupił się na ulepszeniu telefonu elektromagnetycznego po marcu 1876 roku i nigdy nie używał płynnego nadajnika Graya w publicznych demonstracjach ani w zastosowaniach komercyjnych.

Telefoniczny nadajnik (mikrofon) Bella składał się z podwójnego elektromagnesu, przed którym na membranie naciągniętej na pierścieniu znajdował się podłużny kawałek miękkiego żelaza przyklejony do środka. Ustnik w kształcie lejka kierował dźwięki głosu na membranę, a gdy ta wibrowała, miękka żelazna „armatura” indukowała odpowiednie prądy w cewkach elektromagnesu. Prądy te, po przejściu przez drut, przechodziły przez odbiornik, który składał się z elektromagnesu w metalowej rurowej puszce, której jeden koniec był częściowo zamknięty przez cienką okrągłą tarczę z miękkiego żelaza. Kiedy prąd falowy przeszedł przez cewkę tego elektromagnesu, dysk wibrował, tworząc w ten sposób fale dźwiękowe w powietrzu.

Ten prymitywny telefon został szybko ulepszony. Podwójny elektromagnes został zastąpiony pojedynczym trwale namagnesowanym magnesem sztabkowym, posiadającym małą cewkę lub szpulkę cienkiego drutu otaczającą jeden biegun, przed którym w okrągłym ustniku zamocowano cienki żelazny krążek. Dysk służył jako połączona membrana i zwora. Mówiąc do ustnika, żelazna membrana wibrowała wraz z głosem w polu magnetycznym bieguna magnesu prętowego, wywołując w ten sposób prądy falujące w cewce. Prądy te, po przejściu przez przewód do odległego odbiornika, były odbierane w identycznym aparacie. Ten projekt został opatentowany przez Bella 30 stycznia 1877 roku. Dźwięki były słabe i można je było usłyszeć tylko wtedy, gdy ucho znajdowało się blisko słuchawki/ustnika, ale były wyraźne.

W trzecim ze swoich testów w południowym Ontario, 10 sierpnia 1876 roku, Bell zadzwonił przez linię telegraficzną z rodzinnego gospodarstwa w Brantford w Ontario do swojego asystenta znajdującego się w oddalonym o około 13 kilometrów Paryżu w Ontario . Ten test został uznany przez wiele źródeł za pierwszą na świecie rozmowę długodystansową. Ostateczny test z pewnością dowiódł, że telefon może działać na duże odległości.

Demonstracje publiczne

Wczesne publiczne demonstracje telefonu Bella

Bell wystawił działający telefon na Wystawie Stulecia w Filadelfii w czerwcu 1876 roku, gdzie przyciągnął uwagę brazylijskiego cesarza Pedro II oraz fizyka i inżyniera Sir Williama Thomsona (który później został nobilitowany jako 1. baron Kelvin). W sierpniu 1876 roku na spotkaniu Brytyjskiego Towarzystwa Postępu Naukowego Thomson ujawnił telefon europejskiej opinii publicznej. Opisując swoją wizytę na wystawie w Filadelfii, Thomson powiedział: „Słyszałem [przez telefon] fragmenty zaczerpnięte losowo z nowojorskich gazet: „Przybył SS Cox” (nie udało mi się rozpoznać SS Cox); „Miasto Nowego Jorku”, „Senator Morton”, „Senat postanowił wydrukować tysiąc dodatkowych egzemplarzy”, „Amerykanie w Londynie postanowili uczcić nadchodzący czwarty lipca!” Wszystko to, co słyszały moje własne uszy, przemówiło do mnie z niewątpliwą wyrazistością przez ówczesną, okrągłą tarczę z takiego innego małego elektromagnesu, jak ten, który trzymam w dłoni.

Trzy świetne testy telefonu

Zaledwie kilka miesięcy po otrzymaniu patentu USA nr 174465 na początku marca 1876, Bell przeprowadził trzy ważne testy swojego nowego wynalazku i technologii telefonicznej po powrocie do domu rodziców w Melville House (obecnie Bell Homestead National Historic Site ). na lato.

10 marca 1876 roku Bell użył „instrumentu” w Bostonie, aby zadzwonić do Thomasa Watsona, który był w innym pokoju, ale poza zasięgiem słuchu. Powiedział: „Panie Watson, chodź tu – chcę się z tobą zobaczyć” i Watson wkrótce pojawił się u jego boku.

W pierwszej rozmowy testowej na dłuższym odcinku, w południowym Ontario, w dniu 3 sierpnia 1876, stryj Aleksandra Grahama, profesor David Charles Bell, przemówił do niego z urzędu telegraficznego Brantford, recytując wiersze z Shakespeare „s Hamlet (” Być albo nie być.... "). Młody wynalazca, pracujący w sklepie A. Wallis Ellis w sąsiedniej społeczności Mount Pleasant , otrzymał i prawdopodobnie przeniósł głos swojego wuja na fonautogram , rysunek wykonany na podobnym do długopisu urządzeniu nagrywającym, które może wytwarzać kształty dźwięku fale jako kształty fal na przydymionym szkle lub innych mediach, śledząc ich wibracje.

Następnego dnia, 4 sierpnia, odbyła się kolejna rozmowa między biurem telegraficznym Brantforda a Melville House, gdzie podczas dużej kolacji wymieniono „…przemówienia, recytacje, piosenki i muzykę instrumentalną”. Aby dostarczyć sygnał telefoniczny do Melville House, Alexander Graham odważnie „kupił” i „wyczyścił” kompletną dostawę przewodów rurowych w Brantford. Z pomocą dwóch sąsiadów rodziców przybił drut rury od pieca około 400 metrów (ćwierć mili) wzdłuż szczytu słupków ogrodzenia z domu rodziców do punktu połączenia na linii telegraficznej do sąsiedniej społeczności Mount Pleasant , który dołączył do biura Dominion Telegraph w Brantford w Ontario.

Trzecim i najważniejszym testem była pierwsza na świecie prawdziwa rozmowa telefoniczna na odległość, która odbyła się między Brantford a Paris, Ontario 10 sierpnia 1876 roku. Do tej rozmowy zamiejscowej Alexander Graham Bell ustawił telefon za pomocą linii telegraficznych w Boot Roberta White'a oraz sklep obuwniczy przy 90 Grand River Street North w Paryżu za pośrednictwem biura Dominion Telegraph Co. przy Colborne Street. Normalna linia telegraficzna między Paryżem a Brantford miała niecałą długość 13 km (8 mil), ale połączenie zostało przedłużone o kolejne 93 km (58 mil) do Toronto, aby umożliwić korzystanie z baterii w biurze telegraficznym . To prawda, było to jednokierunkowe połączenie międzymiastowe. Pierwsza dwukierunkowa (wzajemna) rozmowa nad linią miała miejsce między Cambridge a Bostonem (około 2,5 mili) 9 października 1876 roku. Podczas tej rozmowy Bell był na Kilby Street w Bostonie, a Watson był w biurze Walworth Manufacturing Company .

Scientific American opisał trzy rozmowy testowe w swoim artykule z 9 września 1876 r. „The Human Voice Transmitted by Telegraph”. Historyk Thomas Costain określił te rozmowy jako „trzy wielkie testy telefonu”. Jeden z recenzentów Bell Homestead napisał o nich: „Nikt zaangażowany w te wczesne rozmowy nie mógł zrozumieć przyszłego wpływu tych rozwiązań komunikacyjnych”.

Późniejsze publiczne demonstracje

Późniejszy projekt telefonu został publicznie wystawiony 4 maja 1877 roku na wykładzie profesora Bella w Boston Music Hall . Według raportu cytowanego przez Johna Munro w Heroes of the Telegraph :

Podchodząc do małej budki telefonicznej ze smukłymi drucianymi zaczepami, pan Bell chłodno zapytał, jakby zwracając się do kogoś w sąsiednim pokoju: „Panie Watson, czy jest pan gotowy!”. Pan Watson, pięć mil dalej w Somerville, szybko odpowiedział twierdząco i wkrótce usłyszał głos śpiewający „Ameryka”. [...] Podchodząc do innego instrumentu, połączonego przewodem z Providence, oddalonego o czterdzieści trzy mile, pan Bell słuchał przez chwilę i powiedział: „Signor Brignolli, który asystuje na koncercie w Providence Music Hall, będzie teraz śpiewał dla nas." Po chwili kadencja głosu tenora podniosła się i opadła, dźwięk był słaby, czasem tracony, a potem znów słyszalny. Później bardzo wyraźnie słychać było solo na kornetu grane w Somerville. Jeszcze później trzyczęściowa piosenka dotarła z Somerville, a pan Bell powiedział swoim słuchaczom: „Wyłączę piosenkę z jednej części pokoju do drugiej, aby wszyscy mogli słyszeć”. Podczas kolejnego wykładu w Salem w stanie Massachusetts nawiązano komunikację z oddalonym o osiemnaście mil Bostonem, a pan Watson w tym ostatnim miejscu zaśpiewał „Auld Lang Syne”, hymn narodowy i „Hail Columbia”, podczas gdy publiczność w Salem w refrenie.

14 stycznia 1878 roku w Osborne House na wyspie Wight Bell zademonstrował urządzenie królowej Wiktorii , dzwoniąc do Cowes, Southampton i Londynu. Były to pierwsze publiczne rozmowy telefoniczne w Wielkiej Brytanii . Królowa uznała ten proces za „dość niezwykły”, chociaż dźwięk był „dość słaby”. Później poprosiła o zakup używanego sprzętu, ale Bell zaproponował wykonanie modelu specjalnie dla niej.

Podsumowanie osiągnięć Bella

Bell zrobił dla telefonu to samo, co Henry Ford dla samochodu. Chociaż nie był pierwszym, który eksperymentował z urządzeniami telefonicznymi, Bell i firmy założone w jego imieniu były pierwszymi, które opracowały praktyczne telefony komercyjne, wokół których można było zbudować i rozwijać się odnoszący sukcesy biznes. Bell zaadoptował nadajniki węglowe podobne do nadajników Edisona i zaadaptował centrale telefoniczne i tablice wtyczek przełączających opracowane dla telegrafii. Watson i inni inżynierowie Bella wymyślili wiele innych ulepszeń telefonii. Bell odniósł sukces tam, gdzie innym nie udało się zbudować opłacalnego komercyjnie systemu telefonicznego. Można argumentować, że Bell wynalazł przemysł telefoniczny. Pierwsza zrozumiała transmisja głosu firmy Bell za pośrednictwem przewodu elektrycznego została nazwana IEEE Milestone .

Przetworniki o zmiennej rezystancji

Mikrofon wodny – Elisha Grey

Elisha Grey dostrzegł brak wierności nadajnika awaryjnego Reisa i Bourseula i rozumował przez analogię z telegrafem kochanka , że gdyby można było skłonić prąd do dokładniejszego modelowania ruchów przepony, zamiast po prostu otwierać i zamykać obwodu, można osiągnąć większą wierność. Gray złożył zastrzeżenie patentowe w amerykańskim urzędzie patentowym w dniu 14 lutego 1876 r. na płynny mikrofon . Urządzenie wykorzystywało metalową igłę lub pręt, który został umieszczony – ledwo – w przewodniku cieczy, takiej jak mieszanina wody i kwasu. W odpowiedzi na drgania membrany igła zanurzała się mniej więcej w cieczy, zmieniając opór elektryczny, a tym samym prąd przepływający przez urządzenie do odbiornika. Gray nie przekształcił swojego zastrzeżenia we wniosek patentowy, dopóki nie wygasł, a zatem pozostawił Bellowi pole otwarte.

Kiedy Gray złożył wniosek o patent na nadajnik telefoniczny o zmiennym oporze, Urząd Patentowy ustalił, że „chociaż Gray był niewątpliwie pierwszym, który wymyślił i ujawnił wynalazek (o zmiennym oporze ), jak w swoim zastrzeżeniu z 14 lutego 1876 r., nie przyjął żadnego działanie kończące się do czasu, gdy inni wykażą użyteczność wynalazku, pozbawia go prawa do jego rozważenia.”

Mikrofon węglowy – Thomas Edison, Edward Hughes, Emile Berliner

Mikrofon węglowy został niezależnie opracowany około 1878 roku przez Davida Edwarda Hughesa w Anglii oraz Emile Berliner i Thomasa Edisona w USA. Chociaż Edison otrzymał pierwszy patent w połowie 1877 roku, Hughes zademonstrował swoje działające urządzenie przed wieloma świadkami kilka lat wcześniej, a większość historyków przypisuje mu jego wynalazek.

Thomas Alva Edison zrobił kolejny krok w ulepszaniu telefonu dzięki swojemu wynalezieniu w 1878 r. „nadajnika” (mikrofonu) z ziarnami węgla, który zapewnia silny sygnał głosowy w obwodzie nadawczym, dzięki czemu połączenia międzymiastowe są praktyczne. Edison odkrył, że ziarna węgla ściśnięte między dwiema metalowymi płytkami mają zmienną oporność elektryczną, która jest związana z ciśnieniem. W ten sposób ziarna mogą zmieniać swój opór, gdy płyty poruszały się w odpowiedzi na fale dźwiękowe i odtwarzać dźwięk z dobrą wiernością, bez słabych sygnałów związanych z nadajnikami elektromagnetycznymi.

Mikrofon węglowy został dodatkowo ulepszony przez Emile'a Berlinera , Francisa Blake'a , Davida E. Hughesa , Henry'ego Hunningsa i Anthony'ego White'a . Mikrofon węglowy pozostawał standardem w telefonii do lat 80. i nadal jest produkowany.

Ulepszenia wczesnego telefonu

Dodatkowe wynalazki, takie jak dzwonek , centralna centrala telefoniczna , zwykła bateria , dzwonek , nagłośnienie , linie miejskie i telefony bezprzewodowe – najpierw bezprzewodowe, a potem w pełni mobilne – uczyniły z telefonu użyteczne i szeroko rozpowszechnione urządzenie, jakim jest teraz.

Centrale telefoniczne

Centrala telefoniczna była pomysłem węgierskiego inżyniera Tivadara Puskása (1844–1893) w 1876 roku, gdy pracował dla Thomasa Edisona przy centrali telegraficznej. Puskás pracował nad swoim pomysłem na elektryczną wymianę telegraficzną, kiedy Alexander Graham Bell otrzymał pierwszy patent na telefon. To spowodowało, że Puskás ponownie spojrzał na swoją pracę i ponownie skupił się na udoskonaleniu projektu centrali telefonicznej . Następnie skontaktował się z amerykańskim wynalazcą Thomasem Edisonem, któremu spodobał się projekt. Według Edisona „Tivadar Puskas był pierwszą osobą, która zaproponowała pomysł centrali telefonicznej”.

Kontrowersje

Bell był powszechnie uznawany za „wynalazcę” telefonu poza Włochami, gdzie Meucci był uważany za jego wynalazcę. W Stanach Zjednoczonych pojawia się wiele refleksji na temat Bella jako północnoamerykańskiej ikony wynalazcy telefonu, a sprawa przez długi czas nie budziła kontrowersji. W czerwcu 2002 roku, jednak Izba Reprezentantów Stanów Zjednoczonych uchwalił ustawę uznającą symboliczny wkład Antonio Meucci w wynalezieniu telefonu” (a nie do wynalezienia telefonu” ), rzucanie sprawę do pewnych kontrowersji. Amerykańska Izba Reprezentantów uznała, że ​​praca Meucciego była tak ważna, że ​​mogła wystarczyć, aby zapobiec uzyskaniu patentu przez Bella.

Bohaterowie Meucciego, Manzettiego i Graya przedstawili dość dokładne opowieści o wymyśleniu, dzięki któremu Bell aktywnie ukradł wynalazek telefonu ich konkretnemu wynalazcy. W rezolucji Kongresu z 2002 r. błędnie zauważono, że Bell pracował w laboratorium, w którym przechowywano materiały Meucciego, i twierdził, że Bell musiał w związku z tym mieć dostęp do tych materiałów. Manzetti twierdził, że Bell odwiedził go i zbadał jego urządzenie w 1865 roku. W 1886 roku Zenas Wilber, ekspert ds. patentów, publicznie twierdził, że Bell zapłacił mu sto dolarów, kiedy pozwolił Bellowi zapoznać się z poufnym zgłoszeniem patentowym Graya.

Jednym z cennych zastrzeżeń w amerykańskim patencie nr 174465 Bella z 1876 r. było zastrzeżenie 4, dotyczące sposobu wytwarzania zmiennego prądu elektrycznego w obwodzie poprzez zmianę rezystancji w obwodzie. Ta cecha nie została pokazana na żadnym z patentowych rysunków Bella , ale została pokazana na rysunkach Elisha Graya w jego zastrzeżeniu złożonym tego samego dnia, 14 lutego 1876. Opis cechy zmiennej oporu, składający się z siedmiu zdań, został wstawiony do aplikacji Bella . To, że został wstawiony, nie jest kwestionowane. Ale kiedy został włożony, jest kontrowersyjnym problemem. Bell zeznał, że napisał zdania zawierające cechę zmiennego oporu przed 18 stycznia 1876 r., „prawie w ostatniej chwili”, zanim wysłał swój projekt wniosku do swoich prawników. Książka Evensona dowodzi, że siedem zdań i roszczenie 4 zostały wstawione bez wiedzy Bella, tuż przed tym, jak wniosek Bella został przekazany do Urzędu Patentowego przez jednego z prawników Bella 14 lutego 1876 roku.

W przeciwieństwie do popularnej historii, zastrzeżenie Graya zostało przekazane do Urzędu Patentowego Stanów Zjednoczonych na kilka godzin przed złożeniem wniosku przez Bella. Zastrzeżenie Graya zostało przekazane do Urzędu Patentowego rankiem 14 lutego 1876, wkrótce po otwarciu Urzędu Patentowego i pozostało na dnie koszyka aż do popołudnia. Wniosek Bella został złożony krótko przed południem 14 lutego przez prawnika Bella, który zażądał natychmiastowego wpisania opłaty za złożenie wniosku na bibularzu, a wniosek Bella został natychmiast przekazany Egzaminatorowi. Późnym popołudniem zastrzeżenie Graya zostało wpisane do kasy i zostało przekazane Egzaminatorowi dopiero następnego dnia. Fakt, że opłata za zgłoszenie Bella została odnotowana wcześniej niż opłata Graya, doprowadził do mitu, że Bell przybył do Urzędu Patentowego wcześniej. Bell był w Bostonie 14 lutego i dopiero później wiedział o tym. Gray później porzucił swoje zastrzeżenie i nie kwestionował priorytetu Bella. To otworzyło drzwi do przyznania Bellowi patentu USA 174465 na telefon 7 marca 1876 roku.

Pomnik wynalazku

W 1906 roku mieszkańcy miasta Brantford, Ontario , Kanada i okolic założyli Bell Memorial Association dla upamiętnienia wynalezienia telefonu przez Alexandra Grahama Bella w lipcu 1874 roku w domu jego rodziców, Melville House, niedaleko Brantford. Projekt Waltera Allwarda był jednogłośnym wyborem spośród 10 zgłoszonych modeli, wygrywając konkurs. Pomnik miał być pierwotnie ukończony do 1912 roku, ale Allward ukończył go dopiero pięć lat później. Gubernator generalny Kanady , Victor Cavendish, 9. książę Devonshire , uroczyście odsłonięto pomnik w dniu 24 października 1917 r.

Allward zaprojektował pomnik, aby symbolizować zdolność telefonu do pokonywania odległości. Szereg kroków prowadzi do głównej sekcji, gdzie unosząca się alegoryczna postać Inspiracji pojawia się nad leżącą postacią męską przedstawiającą Człowieka, odkrywając jego moc przekazywania dźwięku w przestrzeni , a także wskazując na trzy unoszące się postacie, posłańców Wiedzy , Radości i Smutek umieszczony na drugim końcu tabeli. Dodatkowo po lewej i prawej stronie pomnika na granitowych cokołach umieszczono dwie kobiece postacie przedstawiające ludzkość , z których jedna wysyła, a druga odbiera wiadomość.

Wspaniałość Bell Telephone Memorial została opisana jako najwspanialszy przykład wczesnej pracy Allwarda, która doprowadziła rzeźbiarza do sławy. Sam pomnik był używany jako centralny element wielu wydarzeń obywatelskich i pozostaje ważną częścią historii Brantford, pomagając miastu w stylu „miasta telefonu”.

Majestatyczny, szeroki pomnik z postaciami osadzonymi na cokołach po jego lewej i prawej stronie.  Wzdłuż głównej części pomnika znajduje się pięć postaci osadzonych na szerokim odlewie, w tym leżący mężczyzna, oraz cztery unoszące się postacie kobiece przedstawiające Natchnienie, Wiedza, Radość i Smutek.
The Bell Telephone Memorial upamiętniający wynalezienie telefonu przez Alexandra Grahama Bella . Pomnik, wypłacane przez publicznej subskrypcji i wyrzeźbiony przez WS Allward , został poświęcony przez gubernatora generalnego Kanady , Victor Cavendish, 9. księcia Devonshire z dr Bell w Telefonicznej Miasta Alexander Graham Bell Gardens w 1917 roku wliczony w głównym tableau są postacie przedstawiające Człowieka, odkrywające jego moc przekazywania dźwięku w przestrzeni , Inspiracje szepczące do Człowieka, jego moc przekazywania dźwięku w przestrzeni , a także Wiedza, Radość, Smutek . (Dzięki uprzejmości: Brantford Heritage Inventory , miasto Brantford, Ontario, Kanada )

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki

Patenty

  • US 161739 Nadajnik i Odbiornik Telegrafów Elektrycznych (strojone stalowe stroiki) autorstwa Alexandra Grahama Bella (6 kwietnia 1875) 
  • US 174465 Telegrafia (pierwszy patent telefoniczny Bella) autorstwa Alexandra Grahama Bella (7 marca 1876) 
  • US 178399 Telephonic Telegraphic Receiver (wibrująca trzcina) autorstwa Alexandra Grahama Bella (6 czerwca 1876) 
  • US 181553 Generowanie prądów elektrycznych (magneto) autorstwa Alexandra Grahama Bella (29 sierpnia 1876) 
  • US 186787 Telegrafia elektryczna (odbiornik z magnesem stałym) autorstwa Alexandra Grahama Bella (15 stycznia 1877) 
  • US 201488 Mówiący telefon (projekty odbiorników) autorstwa Alexandra Grahama Bella (19 marca 1878) 
  • US 213090 Electric Speaking Telephone (nadajnik cierny) autorstwa Alexandra Grahama Bella (11 marca 1879) 
  • US 220791 Obwód telefoniczny (skręcone pary przewodów) autorstwa Alexandra Grahama Bella (21 października 1879) 
  • US 228507 Elektryczny nadajnik telefoniczny ( nadajnik z pustą kulką) autorstwa Alexandra Grahama Bella (8 czerwca 1880) 
  • US 230168 Circuit for Telephone autorstwa Alexandra Grahama Bella (20 lipca 1880) 
  • US 238833 Electric Call-Bell autorstwa Alexandra Grahama Bella (15 marca 1881) 
  • Odbiornik telefoniczny US 241184 (lokalny obwód akumulatora z cewką) autorstwa Alexandra Grahama Bella (10 maja 1881) 
  • US 244426 Obwód telefoniczny (kabel skręconych par) autorstwa Alexandra Grahama Bella (19 lipca 1881) 
  • US 250126 Mówiący telefon Francisa Blake'a (29 listopada 1881 r.)
  • US 252576 Multiple Switch Board do central telefonicznych firmy Leroy Firman (Western Electric) (17 stycznia 1882) 
  • US 474230 Speaking Telegraph (nadajnik grafitowy) Thomasa Edisona (Western Union) 3 maja 1892
  • US 203016 Mówiący telefon (nadajnik z przyciskami węglowymi) autorstwa Thomasa Edisona 
  • US 222390 Carbon Telephone (nadajnik granulek węgla) autorstwa Thomasa Edisona 
  • US 485311 Telefon (nadajnik z włókna węglowego z tyłu) autorstwa Anthony'ego C. White'a (inżyniera Bella) 1 listopada 1892 r
  • US 597062 Urządzenie wywołujące do wymiany telefonicznej (wybierania) przez AE Keith (11 stycznia 1898) 
  • US 687499 Telephone Transmitter (mikrofon „świecznikowy” z granulek węgla) firmy WW Dean (Kellogg Co.) 26 listopada 1901 r.
  • US 815176 Automatyczny przełącznik złącza telefonicznego (do telefonów z tarczą obrotową) autorstwa AE Keitha i CJ Ericksona 13 marca 1906 r.