كتب electromagnetic transceivers

إليشا جراي

إليشا جراي ، من هايلاند بارك ، إلينوي (بالقرب من شيكاغو) ابتكرت أيضًا تلغرافًا من هذا النوع في نفس الوقت تقريبًا مثل لا كور. في التلغراف غراي لهجة، عدة القصب الصلب تهتز ضبطها على ترددات مختلفة مقاطعة التيار، والتي في الطرف الآخر من الخط مرت عبر المغناطيسات الكهربائية والقصب الصلب ضبطها الاهتزاز مطابقة بالقرب من أقطاب المغناطيس الكهربائي. واستخدمت شركة Western Union Telegraph Company شركة "التلغراف التوافقي" الخاصة بشركة Gray باستخدام القصبات الاهتزازية. نظرًا لأنه يمكن إرسال أكثر من مجموعة واحدة من ترددات الاهتزاز - أي أكثر من نغمة موسيقية - عبر نفس السلك في وقت واحد، يمكن استخدام التلغراف التوافقي كـ "تلغراف متعدد" أو عدة طبقات من الرقائق، ينقل عدة رسائل عبر نفس السلك في نفس الوقت. يمكن قراءة كل رسالة بواسطة مشغل بواسطة الصوت أو من نغمات مختلفة يقرأها مشغلون مختلفون، أو يمكن عمل سجل دائم من خلال العلامات المرسومة على شريط من ورق السفر بواسطة مسجل Morse. في 27 تموز (يوليو) 1875 ، مُنح جراي براءة اختراع أمريكية 166,096 عن "التلغراف الكهربائي لنقل النغمات الموسيقية" (التوافقي)

في 14 فبراير، 1876 ، في مكتب براءات الاختراع الأمريكي، قدم محامي جراي تحذيراً براءة اختراع لهاتف في نفس اليوم الذي قدم فيه محامي بيل طلب براءة اختراع بيل للحصول على هاتف. كان جهاز إرسال المياه الموصوف في تحذير غراي مشابهاً بشكل لافت للنظر لجهاز الإرسال الهاتفي التجريبي الذي تم اختباره من قِبل بيل في 10 مارس 1876 ، وهي حقيقة أثارت تساؤلات حول ما إذا كان بيل (الذي كان يعرف غراي) مستوحى ا من تصميم غراي أو العكس. على الرغم من أن بيل لم يستخدم جهاز إرسال مياه جراي في الهواتف اللاحقة، إلا أن الأدلة تشير إلى أن محامي بيل ربما حصلوا على ميزة غير عادلة على جراي.

ألكساندر جراهام بيل

ألكساندر جراهام بيل كان رائدا لنظام يسمى خطاب مرئي، وضعه والده، لتعليم الأطفال الصم. في عام 1872 أسس بيل مدرسة في بوسطن لتدريب معلمي الصم. أصبحت المدرسة لاحقًا جزءًا من جامعة بوسطن، حيث عُين بيل أستاذًا في علم وظائف الأعضاء الصوتية عام 1873. أصبح مواطناً أمريكياً متطوعاً في عام 1882. لقد افتتن بيل لفترة طويلة بفكرة نقل الكلام، وبحلول عام 1875 توصل إلى جهاز استقبال بسيط يمكن أن يحول الكهرباء إلى صوت. وكان آخرون يعملون على نفس المنوال، بما في ذلك الإيطالي أنطونيو ميوتشي، وما زال النقاش يدور حول من يجب أن يُنسب إليه اختراع الهاتف. ومع ذلك، تم منح Bell براءة اختراع للهاتف في 7 مارس 1876 وتطورت بسرعة. في غضون عام تم إنشاء أول بورصة هاتفية في ولاية كونيتيكت، وأنشئت شركة بيل في 1877 ، مع بيل صاحب ثلث الأسهم، مما جعله سريعًا رجلًا ثريًا. في عام 1880 ، حصل Bell على جائزة Volta الفرنسية عن اختراعه وبالمال، أسس مختبر Volta في واشنطن، حيث واصل تجاربه في مجال الاتصالات، وفي البحوث الطبية، وفي تقنيات تدريس الكلام للصم، والعمل مع هيلين كيلر من بين أمور أخرى. في عام 1885 حصل على الأرض في نوفا سكوتيا وأنشأ منزلاً صيفيًا هناك حيث واصل التجارب، خاصة في مجال الطيران. في عام 1888 ، كانت بيل واحدة من الأعضاء المؤسسين للجمعية الجغرافية الوطنية، وشغل منصب رئيسها في الفترة من 1896 إلى 1904 ، مما ساعد أيضًا في تأسيس مجلتها. توفي بيل في 2 أغسطس 1922 في منزله في نوفا سكوتيا.

ألكساندر جراهام بيل هو مخترع أول هاتف عملي. القصة الكلاسيكية له قائلا "واتسون، تعال هنا! أريد أن أراك! "هو جزء معروف من تاريخ الهاتف. أظهر هذا أن الهاتف يعمل، لكنه كان هاتفًا قصير المدى. كان Bell أول من حصل على براءة اختراع، في عام 1876 ، عن "جهاز لنقل الأصوات الصوتية أو غيرها من الأصوات تلغرافيًا" ، بعد تجربة العديد من أجهزة الإرسال والاستقبال الصوتية البدائية. كان بيل أيضًا رجل أعمال ذكيًا ومتفهمًا مع أصدقاء مؤثرين وأثرياء.

وبصفته أستاذًا لعلم وظائف الأعضاء الصوتي بجامعة بوسطن ، كان بيل يشارك في تدريب المعلمين على فن تعليم الصم كيفية التحدث وتجربة مع ليون سكوت فونوتوجراف في تسجيل اهتزازات الكلام. يتكون هذا الجهاز أساسًا من غشاء رقيق يهتز به الصوت ويحمل قلمًا خفيف الوزن، يتتبع خطًا غير مموج على صفيحة من الزجاج المدخن. الخط عبارة عن تمثيل بياني لاهتزازات الغشاء وموجات الصوت في الهواء.

أعدت هذه الخلفية بيل للعمل مع موجات الصوت المنطوقة والكهرباء. بدأ تجاربه في 1873-1874 مع التلغراف التوافقي، يتبع أمثلة بورسول، ريس، وغراي. استخدمت تصميمات Bell العديد من أدوات القطع الحالية على أساس التكسير أثناء التشغيل والتي تحركها القصب الفولاذية الاهتزازية التي أرسلت التيار المتقطع إلى مغنطيس كهربائي مستقبِل بعيد تسبب في اهتزاز قصبة حديدية ثانية أو شوكة موالفة.

خلال تجربة قام بها بيل ومساعده توماس واتسون في 2 يونيو 1875 ، فشل جهاز استقبال في الاستجابة للتيار المتقطع الذي توفره البطارية الكهربائية. أخبر بيل واتسون، الذي كان في الطرف الآخر من الخط، أن ينتزع القصب، ظنًا أنه قد تمسك بقطب المغناطيس. امتثل واتسون، واستغرب بيل سمع قصب في نهايته من الخط يهتز وينبعث من نفس جرس قصبة التقطه، على الرغم من عدم وجود تيارات متقطعة متقطعة من داخل جهاز إرسال لجعله يهتز. سرعان ما أوضحت بعض التجارب الأخرى أن جهاز استقبال القصب قد تم ضبطه في حالة اهتزاز بسبب التيارات المغنطيسية الكهربائية الناتجة في الخط عن طريق حركة جهاز الاستقبال البعيد في منطقة المغناطيس. لا يتسبب تيار البطارية في الاهتزاز ولكنه ضروري فقط لتزويد المجال المغناطيسي الذي تهتز فيه القصب. علاوة على ذلك، عندما سمع بيل النغمات الغنية للقصبة المتقطعة، حدث له أنه نظرًا لأن الدائرة لم تنكسر أبدًا، فقد يتم تحويل كل الاهتزازات المعقدة للكلام إلى تيارات تموجية (مموجة) ، والتي بدورها ستعيد إنتاج الجرس المعقد ، السعة ، وترددات الكلام على مسافة.

بعد اكتشاف Bell and Watson في 2 يونيو 1875 ، أن حركات القصب وحدها في مجال مغناطيسي يمكن أن تتكاثر وتكرار الموجات الصوتية المنطوقة ، فإن Bell مسبب بالتشبيه مع التصوير الصوتي الميكانيكي أن غشاء الجلد سينتج أصواتًا مثل الإنسان الأذن عند توصيله بقضيب حديد أو حديد أو مفصلات. في الأول من يوليو عام 1875 ، أصدر تعليمات إلى واتسون ببناء جهاز استقبال يتكون من غشاء ممدد أو طبلة من جلد goldbeater مع حديد من الحديد الممغنط مرتبط بوسطه ، وحر في الاهتزاز أمام قطب المغناطيس الكهربائي في الدائرة مع خط. تم بناء جهاز غشاء ثاني للاستخدام كجهاز إرسال. كان هذا الهاتف "المشنقة". بعد بضعة أيام ، تمت محاكمتهم معًا ، واحد في كل نهاية السطر ، والذي هرب من غرفة في منزل المخترع ، الواقع في 5 Exeter Place في بوسطن ، إلى القبو أسفلها. كان بيل ، في غرفة العمل ، يحمل صكًا في يديه ، بينما استمع واتسون في القبو إلى الآخر. تحدث بيل في صكه ، "هل تفهم ما أقول؟" وأجاب واتسون "نعم". ومع ذلك ، لم تكن أصوات الصوت متميزة وتميل حديد التسليح إلى التمسك بقطب المغناطيس الكهربائي وتمزيق الغشاء.

بسبب المرض والالتزامات الأخرى ، قام بيل بإجراء تحسينات أو تجارب هاتفية قليلة أو معدومة لمدة ثمانية أشهر حتى بعد نشر براءة الاختراع الأمريكية 174,465.

نجاح بيل

تم أول انتقال ناجح ثنائي الاتجاه للخطاب الواضح من قبل Bell and Watson في 10 مارس 1876 ، عندما تحدث Bell في الجهاز ، "Mr. Watson ، تعال إلى هنا ، أريد أن أراك". واجاب واطسون. قام بيل باختبار تصميم جهاز الإرسال السائل لـ Gray في هذه التجربة ، ولكن بعد منح براءة Bell فقط وفقط كدليل على التجربة العلمية المفاهيمية لإثبات رضاه عن أن "الكلام الواضح" الواضح (كلمات Bell) يمكن أن يكون تنتقل كهربائيا. نظرًا لأن جهاز الإرسال السائل لم يكن عمليًا بالنسبة للمنتجات التجارية ، فقد ركز "بيل" على تحسين الهاتف الكهرومغناطيسي بعد مارس 1876 ولم يستخدم مطلقًا جهاز إرسال "سائل" الخاص بـ Gray في المظاهرات العامة أو الاستخدام التجاري.

يتكون جهاز الإرسال الهاتفي (Bell) للهاتف (ميكروفون) من مغنطيس كهربائي مزدوج ، يحمل أمامه غشاء ممتد على حلقة ، قطعة مستطيلة من الحديد اللين المرسى حتى منتصفه. وجهت بوق على شكل قمع صوت الأصوات على الغشاء ، وعند اهتزازه ، تسبب "حديد التسليح" الناعم في الحديد في التيارات المقابلة في لفائف المغناطيس الكهربائي. هذه التيارات ، بعد اجتياز السلك ، تمر عبر جهاز الاستقبال الذي يتكون من مغناطيس كهربائي في معدن أنبوبي يمكن أن يكون لها نهاية واحدة مغلقة جزئيًا بواسطة قرص دائري رفيع من الحديد الطري. عندما يمر التيار المموج عبر لفائف هذه المغنطيس الكهربائي ، يهتز القرص ، مما يخلق موجات صوتية في الهواء.

تم تحسين هذا الهاتف البدائي بسرعة. تم استبدال المغناطيس الكهربي المزدوج بمغناطيس قضيب مغناطيسي وحيد دائم يحتوي على لفائف صغيرة أو بكرة من سلك رفيع تحيط بقطب واحد ، تم تثبيت قرص رفيع من حديده في أنبوب فم دائري. خدم القرص كغشاء مجتمعة وحديد التسليح. عند التحدث إلى الناطق بلسان الفم ، اهتزت الغشاء الحديدي بالصوت في الحقل المغناطيسي للقطب المغناطيسي ، مما تسبب في تيارات غير مموجة في الملف. هذه التيارات ، بعد السفر عبر الأسلاك إلى جهاز الاستقبال البعيد ، تم استلامها في جهاز مماثل. هذا براءة اختراع من قبل بيل في 30 يناير 1877. كانت الأصوات ضعيفة ولا يمكن سماعها إلا عندما تكون الأذن قريبة من سماعة الأذن / الناطقة بلسانها ، لكنها كانت مميزة.

تم إجراء أول مكالمة هاتفية طويلة المسافة في 10 أغسطس 1876 ، بواسطة Bell من منزل العائلة في برانتفورد ، أونتاريو ، إلى مساعده في باريس ، أونتاريو ، على بعد حوالي 10 أميال (16   كم) على حدة.

المظاهرات العامة

المظاهرات العامة المبكرة لهاتف بيل

عرض بيل هاتفًا عاملاً في معرض سينتينيال في فيلادلفيا في يونيو 1876 ، حيث جذب انتباه الإمبراطور البرازيلي بيدرو الثاني بالإضافة إلى الفيزيائي والمهندس السير ويليام طومسون (الذي سيُعرف لاحقًا باسم البارون كلفن الأول). في أغسطس من عام 1876 في اجتماع للجمعية البريطانية لتقدم العلوم ، كشف طومسون الهاتف للجمهور الأوروبي. في وصفه لزيارته لمعرض فيلادلفيا ، قال طومسون ، "سمعت [عبر الهاتف] مقاطع مأخوذة عشوائياً من صحف نيويورك: "SS Cox وصل" (فشلت في إخراج SS Cox) ؛ "The City من نيويورك ، "السناتور مورتون" ، "قرر مجلس الشيوخ طباعة ألف نسخة إضافية" ، "الأمريكيون في لندن قرروا الاحتفال بقدوم الرابع من يوليو!" كل هذا سمعت أذني الخاصة تحدثت معي بتميز لا لبس فيه من خلال حديد التسليح الدائري الذي كان وقتها يدور حول مغناطيس كهربائي صغير مثل هذا الذي أمسك به في يدي. "

ثلاثة اختبارات كبيرة للهاتف

بعد بضعة أشهر فقط من تلقي براءة الاختراع الأمريكية رقم 174465 في بداية مارس 1876 ، أجرى بيل ثلاثة اختبارات مهمة لاختراعه الجديد وتكنولوجيا الهاتف بعد عودته إلى منزل والديه في ميلفيل هاوس (موقع بيل هومستيد التاريخي الوطني ) للصيف.

في أول مكالمة تجريبية في 3 أغسطس ، 1876 ، تحدث معه عمّ ألكساندر جراهام ، البروفيسور ديفيد تشارلز بيل ، من مكتب تلغراف برانتفورد ، حيث قرأ خطوطًا من هاملت شكسبير (" أن تكون أو لا تكون". . . . " ). المخترع الشاب المتمركزة في المتجر A. اليس اليس في المجتمع المجاورة تشارلستون ، تلقى وربما يكون قد نقل صوت عمه في الصعود إلى phonautogram ، أدلى رسم على جهاز تسجيل تشبه القلم الذي يمكن أن تنتج أشكال الموجات الصوتية مثل الطول الموجي على الزجاج المدخن أو غيرها من الوسائط عن طريق تتبع الاهتزازات الخاصة بهم.

في اليوم التالي في 4 أغسطس ، تم إجراء مكالمة أخرى بين مكتب تلغراف برانتفورد وميلفيل هاوس ، حيث تبادل حفل عشاء كبير ".... الكلام والتلاوات والأغاني والموسيقى الآلية". لجلب إشارات الهاتف إلى Melville House ، ألكساندر جراهام "اشترى" و "نظف" الإمداد الكامل لأسلاك المدخنة في برانتفورد. بمساعدة اثنين من جيران والديه ، ألقى سلك المدخنة على بعد حوالي 400 متر (ربع ميل) على طول الجزء العلوي من السياج من منزل والديه إلى نقطة تقاطع على خط التلغراف إلى المجتمع المجاور من ماونت بليزانت ، الذي انضم إلى مكتب دومينيون تلغراف في برانتفورد ، أونتاريو.

الاختبار الثالث والأكثر أهمية هو أول مكالمة هاتفية حقيقية بعيدة المدى في العالم ، تم إجراؤها بين برانتفورد وباريس ، أونتاريو في 10 أغسطس 1876. من أجل هذه المسافة الطويلة ، قام ألكساندر جراهام بيل بإنشاء هاتف باستخدام خطوط التلغراف في متجر روبرت وايت للأحذية والأحذية في 90 جراند ريفر ستريت نورث في باريس عبر مكتب شركة دومينيون تلغراف في كولبورن ستريت. لم يكن خط التلغراف العادي بين باريس وبرانتفورد 13 عامًا   كم (8 أميال) طويلة ، ولكن تم تمديد الاتصال 93 أخرى   كم (58 ميلا) إلى تورونتو للسماح باستخدام بطارية في مكتب التلغراف .

تم عرض تصميم هاتف لاحقًا للجمهور في 4 مايو 1877 ، في محاضرة ألقاها البروفيسور بيل في قاعة بوسطن للموسيقى . وفقًا لتقرير نقله جون مونرو في كتاب Heroes of the Telegraph :

بالذهاب إلى صندوق الهاتف الصغير بمرفقاته النحيلة ، سأل السيد بيل ببرود ، كما لو كان يخاطب شخصًا ما في غرفة مجاورة ، "السيد واتسون ، هل أنت مستعد!" السيد واطسون ، على بعد خمسة أميال في سومرفيل ، أجاب على الفور بالإيجاب ، وسرعان ما سمع صوت يغني "أمريكا". [. . . ] بالذهاب إلى أداة أخرى ، متصلة بسلك مع بروفيدنس ، بعد ثلاثة وأربعين ميلاً ، استمع السيد بيل لحظة ، وقال: "سيغنيور بريغنولي ، الذي يساعد في حفل موسيقي في قاعة بروفيدنس للموسيقى ، الآن يغني لنا." في لحظة ، ارتفع صوت الإيقاع وسقط ، الصوت خافت ، ضاع في بعض الأحيان ، ثم مسموع مرة أخرى. في وقت لاحق ، سمعت منفردا كورنيت لعبت في سومرفيل بشكل واضح للغاية. بعد ذلك ، جاءت أغنية من ثلاثة أجزاء عبر السلك من Somerville ، وقال السيد Bell لجمهوره "سوف أغلق الأغنية من جزء من الغرفة إلى آخر حتى يتسنى للجميع سماعها". في محاضرة لاحقة في سالم ، ماساتشوستس ، تم إنشاء اتصال مع بوسطن ، على بعد ثمانية عشر ميلًا ، والسيد واتسون في المكان الأخير غنوا "أولد لانج سين" ، والنشيد الوطني ، و "هيل كولومبيا" ، بينما انضم الجمهور في سالم في الجوقة. "

ملخص إنجازات بيل

فعل بيل للهاتف ما فعله هنري فورد للسيارات. على الرغم من أنها ليست أول من قام بتجربة الأجهزة الهاتفية ، إلا أن Bell والشركات التي تم تأسيسها باسمه كانت أول من قام بتطوير هواتف عملية تجارية يمكن من خلالها بناء أعمال ناجحة وتنميتها. اعتمد بيل أجهزة إرسال كربون مشابهة لأجهزة الإرسال الخاصة بـ Edison ، كما قام بتبديل مقاسم الهاتف والتبديل بين لوحات التوصيل المتقدمة للإبراق. اخترع واطسون وغيره من مهندسي بيل العديد من التحسينات الأخرى في مجال الاتصالات الهاتفية. نجح Bell حيث فشل الآخرون في تجميع نظام هاتف قابل للتطبيق تجاريًا. يمكن القول أن بيل اخترع صناعة الهاتف. تم تسمية أول انتقال صوتي واضح من بيل عبر سلك كهربائي باسم IEEE Milestone .