Wheatstone, Charles

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 mai 2021; verificările necesită 17 modificări .
Charles Wheatstone
Sir Charles Wheatstone

Portret (1868)
Data nașterii 6 februarie 1802( 06-02-1802 )
Locul nașterii Gloucester
Data mortii 19 octombrie 1875 (73 de ani)( 19.10.1875 )
Un loc al morții Paris
Țară  Marea Britanie
Sfera științifică fizică
Loc de munca
Cunoscut ca autor al multor inventii
Premii și premii Medalia Regală (1840, 1843)
Conferință Baker (1843, 1852)
Medalia Albert (Societatea Regală de Arte) (1867)
Medalia Copley (1868)
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Sir Charles Wheatstone ( ing.  Sir Charles Wheatstone ; 6 februarie 1802 , Gloucester , Marea Britanie , - 19 octombrie 1875 , Paris , Franța ) - fizician englez , autor al multor invenții.

Membru al Societății Regale din Londra (1836) [1] , membru străin al Academiei de Științe din Paris (1873; corespondent din 1842) [2] .

Biografie

Charles Wheatstone s-a născut din cizmarul William Wheatstone și Beata Wheatstone. La 17 martie a aceluiași an, a fost botezat în biserica Sf. Maria de Lode (Sf. Maria de Lode) [3] .

În 1806 familia s-a mutat la Londra, unde William Wheatstone a început să vândă partituri și instrumente muzicale. A dat și lecții de muzică, iar printre elevii săi s-a numărat și Prințesa Charlotte Augusta de Wales (1796-1817), care ar fi putut deveni regina Angliei dacă nu ar fi murit la naștere.

Deja la vârsta de 4 ani, Whiston a mers la școală în Gloucester și știa să citească câteva rânduri din Biblie. Când a ajuns la Londra, a mers la școală în Kennington (Kennington), care era responsabilă de doamna Castlemaine (Castlemaine) [4] . În studiile sale, a obținut un mare succes, dar prin natura sa era nervos și timid și, prin urmare, nu era sociabil. Odată a început chiar să se certe cu profesorii, susținând că predau prost, și chiar a fugit de la școală, dar a fost prins pe o stradă din apropiere.

În 1813 s-a mutat la Vere Street School, care funcționa sub sistemul Lancaster, prin care elevii mai mari îi predau pe cei mai tineri. Într-unul dintre rapoartele școlare, diligența lui a fost cotată drept „medie”, dar și acolo au existat realizări. Charles a câștigat o medalie de aur pentru excelența sa în învățarea limbii franceze și trebuia să țină un discurs la prezentarea acestuia. Dar a refuzat să facă acest lucru, în ciuda tuturor convingerilor și amenințărilor, și, prin urmare, și-a pierdut medalia [5] . Pe lângă franceză, a studiat latină și greacă și a excelat în matematică și fizică.

În 1816, tânărul Charles a fost trimis la muncă cu unchiul său, dar era supărat că tânărul se închidea mereu în pod, unde citea cărți și nu se gândea deloc la afaceri. Tatăl meu a trebuit să-l ia înapoi. La vârsta de 15 ani, Charles citea poezie franceză și compunea muzică. Dar era atât de nesigur de abilitățile sale încât a dat melodiile pe care le-a compus unui muzician profesionist, care le-a vândut unchiului lui Charles și au fost tipărite sub un nume fals [6] .

Charles și-a cheltuit toți banii de buzunar pe cărți, printre care se numărau scrierile lui Chladni despre natura sunetului. Charles și-ar putea folosi hobby-urile în afaceri. A proiectat figuri de păpuși reprezentând muzicieni și le-a instalat în vitrina magazinului tatălui său, iar funcționarul le-a putut pune în mișcare și a reprezenta întregul concert. Au devenit o atracție locală în Gloucester, iar cascadorii lui Charles Wheatstone au fost un succes în zonă pentru o lungă perioadă de timp.

Charles Wheatstone a construit acucriptofonul (greacă pentru „auzirea unui sunet ascuns”) sau Lira fermecată, un instrument despre care a fost încântat în ziarele londoneze în 1821. Lira era suspendată deasupra tavanului de un fir de cupru, care era conectat la panourile de sunet ale pianului, harpei sau altor instrumente cu coarde cântate de muzicieni [3] .

Următorul număr era „Diafonikon”, care transmitea sunetul din camera alăturată. Acestea și alte instrumente erau foarte populare, iar intrarea la concertele de la Wheatstone costa cinci șilingi, iar cei care doreau nu aveau sfârșit.

Când Charles Wheatstone a împlinit 21 de ani, unchiul său a murit, iar Charles a trebuit să preia afacerea familiei. În mod repetat, a trebuit să se mute și să deschidă magazine în diferite părți ale Londrei, dar o întâlnire a avut un impact semnificativ asupra lui Charles.

Introducere în știință

În 1822-1823, omul de știință danez Hans Christian Oersted a călătorit prin Europa. A făcut cunoștință cu realizările științei și tehnologiei din diferite țări, dar el însuși a ținut prelegeri publice și a condus experimente. La Paris, a demonstrat publicului experimentele cu figurile Chladni , iar în mai 1823 a ajuns la Londra. Acolo a ajuns la un concert Wheatstone și a văzut Lira fermecată și alte atracții, după care a decis imediat să facă cunoștință cu un tânăr inventiv. Nu se știe exact cum s-au întâlnit, dar în iunie 1823 erau deja în corespondență.

Hans Oersted, în scrisorile sale, a vorbit despre experimentele sale cu transmiterea sunetului și l-a convins pe Charles să scrie prima sa lucrare științifică. A luat această lucrare cu el la Paris, iar pe 30 iunie, academicienii francezi s-au familiarizat cu cercetările științifice ale lui Charles Wheatstone. În august 1823, cititorii Annals of Philosophy au citit articolul lui Wheatstone „Noi experimente cu sunetul”. După aceea, Charles nu a scris lucrări științifice pentru o lungă perioadă de timp, pe care Oersted le-a regretat foarte mult și și-a împărtășit regretul cu astronomul Sir John Herschel în vara anului 1825. El a reușit să-l influențeze pe Charles, iar de atunci Wheatstone și-a împărtășit constant munca științifică cu membrii Royal Institution . Acolo a devenit director al laboratorului și a participat constant la ședințele institutului, iar Charles a lucrat, de asemenea, îndeaproape cu Michael Faraday . Wheatstone nu a devenit membru al Royal Institution până în 1846, deși a fost constant implicat în cercetări științifice și seminarii.

La 15 februarie 1828, Michael Faraday a ținut o prelegere despre „Rezonanța” publicului Institutului Regal. S-a remarcat în presa institutului că Faraday a remarcat faptul că onoarea descoperirilor în acest domeniu îi revine Wheatstone. La 9 mai 1828, Faraday a ținut o prelegere despre „Despre natura sunetului și a muzicii”, iar din nou rapoartele Institutului au remarcat că materialul a fost furnizat de Wheatstone și prezentat publicului de către Faraday [7] .

După ce creatorul de instrumente muzicale a devenit om de știință, nu și-a abandonat studiile, dar acestea au căpătat un caracter ordonat și științific. În 1827, el a creat caleidofonul , care, potrivit inventatorului, era o „jucărie filosofică” amuzantă. Numele a fost preluat de la caleidoscopul lui Sir David Brewster , creat în 1817. Acest dispozitiv producea și figuri vizuale, dar într-un mod diferit.

Mai mulți stâlpi au fost instalați pe o platformă fixă. Pe vârfurile stâlpilor erau amplasate suprafețe reflectorizante. Stâlpul nr. 1 avea aproximativ 30 cm înălțime, 2-3 mm grosime în diametru și, pe măsură ce vibra, producea figuri Lissajous, care puteau fi observate când lumina era reflectată din vârful stâlpului. Stâlpul #2 avea o platformă cu balamale care putea susține un obiect montat pe el. A meritat să loviți stâlpul numărul 4, deoarece părțile laterale au început să oscileze în direcții diferite, iar vârful său descria o figură tridimensională. Charles Wheatstone a conceput acest instrument pentru a vizualiza vibrațiile corzilor. Astfel, a abordat ideea relației dintre vibrațiile mecanice și sonore.

Charles Wheatstone a creat un instrument pentru amplificarea sunetului, pe care l-a numit microfon, deși astăzi ar fi mai probabil să fie numit prototipul unui stetoscop. Acestea erau două plăci metalice care acopereau urechile, din care se prelungeau fire de aproximativ 40 cm lungime, legate între ele. Charles a scufundat firele într-un vas cu lichid clocotit și a putut auzi mai bine ce se întâmplă în interiorul vasului. Același efect a fost observat dacă capătul firului a fost aplicat pe vas.

În 1831, Charles Wheatstone a publicat lucrarea sa științifică Despre transmiterea sunetelor muzicii de către dirijori solidi. În acest articol, el a reflectat că, dacă omenirea ar putea găsi dirijorul potrivit, ar putea transmite nu numai muzica dintr-o sală în alta, dar audierile parlamentare ar putea fi difuzate în toată Anglia și chiar în întreaga lume.

Studiile științifice ale sunetului au fost însoțite de căutări creative, în urma cărora a apărut o simfonie - un instrument muzical, o armonică proiectată de Charles Wheatstone. Doar două sute dintre aceste instrumente au fost vândute.

În 1829 a brevetat instrumentul muzical concertina . În secolul al XIX-lea, au fost vândute peste 20 de mii dintre ele, iar muzicienii virtuoși s-au îndrăgostit de concertina. Un cunoscut iubitor al concertinei a fost premierul britanic Arthur Balfour , care a cântat-o ​​frumos în timpul liber din politică.

Tatăl lui Charles Wheatstone a luat adesea studenți, dar fiul său nu a predat, deși a făcut manuale de teoria muzicii, dintre care cel mai faimos este Harmonic Chart Wheatstone.

Wheatstone wave machine

Ideile pentru o demonstrație vizuală a oscilațiilor undelor au apărut în scrisorile lui Wheatstone către Herschel încă din 1825, dar implementarea proiectului a durat ceva timp. Primele informații despre „mașina cu valuri Wheatstone” au apărut în 1848 de la vizitatorii laboratorului său. Mașina cu valuri era o cutie cu fante pe partea superioară și laterală, în care erau tije mobile. De îndată ce piese de prelucrat de diferite forme au fost trecute prin cutie, tijele au început să se miște și, datorită acestui lucru, lectorul a putut demonstra oscilațiile undelor, polarizarea și interferența undelor. Acest dispozitiv era un ajutor vizual râvnit pentru toți profesorii de fizică, iar la Londra, în anii 1870, era vândut cu 25 de lire sterline, iar la Paris putea fi achiziționat cu 1000 de franci, iar cei care doreau nu aveau sfârșit.

Stereoscop

Din 1830, notele lui Charles Wheatstone despre fiziologia vederii au început să apară în jurnalul Royal Institution, în care îl prezenta cititorului britanic în realizările științei europene în acest domeniu. Prima sa notă a fost concentrată pe rezultatele lucrării lui Jan Evangelista Purkyne . În 1838, el a prezentat stereoscopul , care poate fi numit pe bună dreptate precursorul ochelarilor 3D și al realității virtuale, academicienilor Academiei Regale de Științe. Charles a pregătit un raport detaliat în care a susținut că diferite imagini care au căzut pe retinele diferiților ochi formează o singură imagine. Dispozitivul său se baza pe vizualizarea jumătăților unei perechi stereo prin oglinzi plasate în fața ochilor observatorului la un unghi de 45°. Oglinzile formau un unghi drept între ele și redirecționau lumina din două desene, care erau fixate pe pereții laterali opuși ai stereoscopului. Asemenea stereoscopului Elliot, dispozitivul a fost anterior invenției fotografiei și a servit drept atracție care demonstrează capacitatea vederii binoculare de a percepe volumul imaginilor desenate într-un mod adecvat.

Măsurarea vitezei energiei electrice

Charles Wheatstone era interesat de viteza electricității și a luminii și a efectuat diverse experimente pentru a le măsura. Pentru a măsura viteza unei scântei electrice, a construit un dispozitiv cu un suport mobil care făcea 50 de rotații pe secundă. Bila f era lângă generatorul de electricitate, iar o scânteie a circulat între acesta și conductor. Apoi curentul a trecut de la bila g la bila h și o scânteie a trecut între aceste bile. Wheatstone a sugerat că, dacă scânteia a deviat de la o cale dreaptă în timpul rotației, atunci aceasta ar însemna că viteza scânteii este mai mică decât viteza de rotație a părții în mișcare. Dar în timpul experimentelor nu s-a observat nicio abatere. Din aceasta, Wheatstone a concluzionat că viteza unei scântei electrice este mult mai mare decât 1/1000 de secundă.

Pentru a măsura viteza unui curent electric, Charles a proiectat un aparat în care urmau să apară trei scântei în conductor, pe care observatorul le putea vedea într-o oglindă care se rotește cu o viteză de 800 de rotații pe secundă (după modificări și sincronizare, viteza a scăzut la 600 de rotaţii). Observând golurile în apariția scânteilor electrice în diferite părți ale circuitului, Charles a ajuns la concluzia că viteza curentului electric era de 288.000 mile/s (aproximativ 461.000 km/s). [opt]

Telegraf pointer

William Cook a încercat să creeze un telegraf electric, dar a avut nevoie de ajutorul comunității științifice. El l-a adresat lui Faraday pentru sfaturi, dar după ce a corelat cu el și cu alți experti, William a fost sfătuit să-l contacteze pe Charles Wheatstone. În scrisorile adresate membrilor gospodăriei, Cook a scris că a fost referit la „un profesor de chimie de la Universitatea din Londra”. A greșit cu subiectul și cu universitatea, dar a avut noroc cu tovarășul său.

În martie 1837, Cooke și Wheatstone au ajuns la un acord pentru a lucra împreună în domeniul telegrafiei. La început, Cook ia oferit lui Wheatstone 1/6 din venitul viitor, dar a vrut jumătate. Apoi au venit cu o altă opțiune: Cook a primit 10% din toate veniturile asocierii în participațiune ca plată pentru conducerea întreprinderii, iar venitul rămas a fost împărțit la jumătate, iar Cook a elaborat în mod independent termenii contractelor pentru instalarea liniilor telegrafice.

În mai 1837, au solicitat inventarea telegrafului cu cinci mâini . Designul a fost un aparat, ale cărui săgeți puteau fi rotite în două direcții și, astfel, indică un anumit simbol. Au fost necesare 6 fire pentru transmiterea și primirea datelor.

Înregistrarea cererii a durat destul de mult și a fost finalizată abia la 12 iunie 1837. Până în 1852, brevetele nu au fost publicate oficial în Marea Britanie; în plus, au existat diferite proceduri în Anglia, Scoția, Țara Galilor și Irlanda. Au fost o mulțime de oameni care au vrut să oficializeze toate drepturile asupra telegrafului electric. Deja în primăvara anului 1837, Edward Davy, care auzise multe despre experimentele lui Wheatstone, a încercat să facă acest lucru. În telegraful lui Davy, era necesar un fir separat pentru a transmite fiecare scrisoare, dar acest fapt nu l-a deranjat. În Scoția, telegraful lui Wheatstone și Cooke a fost opus de William Alexander, dar brevetul a fost depus la 12 decembrie 1837, iar în Irlanda a fost depus la 23 aprilie 1838.

În iunie 1838, Samuel Morse a venit în Anglia pentru a-și patenta telegraful acolo. Dar el a publicat desene ale aparatului său în British Mechanics' Magazine, iar în conformitate cu legea britanică la acea vreme era interzisă eliberarea unui brevet pentru un design cunoscut. Printre altele, atât Wheatstone, cât și Davy s-au opus pretențiilor sale. Deși interesele lor se contraziceau, aceștia au acționat împreună împotriva americanului. Adevărat, în 1840, Wheatstone și Cook s-au îndreptat către Morse cu o propunere de a-și promova produsul în America și i-au promis o cotă în societatea în comun. Deși a fost flatat de ofertă, nu a fost de acord și apoi a promovat telegraful propriului său design.

În iulie 1839, pe calea ferată dintre Paddington și West Drayton a fost instalat un telegraf cu cinci puncte. Contractul pentru instalare a fost atribuit lui Wheatstone și Cooke de către inginerul șef al drumului, Isambard Brunel .

Cu toate meritele sale, acest dispozitiv avea dezavantajele sale. Administrația căilor ferate a considerat că ar trebui folosite prea multe fire pentru ca acest dispozitiv să funcționeze. Prin urmare, telegraful cu cinci comutatoare a fost înlocuit cu două comutatoare, apoi cu un comutator.

În Marea Britanie, telegraful a devenit foarte popular după ce a fost folosit pentru a prinde un criminal care și-a otrăvit amanta. După ce John Tawell a scăpat de amanta sa, a luat un bilet de tren spre Londra. De îndată ce poliția a găsit cadavrul, a trimis imediat o telegramă de la Slough la stația Paddington . La sosirea la Londra, a fost arestat, iar povestea polițistă care implică telegraful a tunat în toată Londra [9] .

Index alfabetic

Telegrafele indicative au fost făcute de Cook încă din 1836, dar avea nevoie de ajutorul lui Wheatstone pentru a transmite mesaje pe distanțe lungi și pentru a sincroniza dispozitivele. În ianuarie 1840, Cooke și Wheatstone au dezvoltat un telegraf, pe care l-au numit telegraf cu index alfabetic (indicator ABC) [10] .

Designul său a fost rafinat de multe ori, dar a dus și la discordie între însoțitori. În același an, Cooke și Wheatstone au recurs la arbitraj și la renegociere de contracte. Soluționarea disputelor a continuat până în aprilie 1841, după care partenerii de ieri au încetat legătura între ei. Aveau interese comune în domeniul telegrafului, dar fiecare voia să-și facă treaba lui.

Domnul Cook a încetat să mai facă telegrafie. El a dobândit în curând mai multe brevete pentru dispozitive de carieră și a cumpărat mai multe cariere în Țara Galilor. Dar în această afacere a pierdut chiar și ceea ce a câștigat la telegraf. În 1854, Cook a publicat un eseu de diatribă intitulat „The Electric Telegraph. A fost inventat de profesorul Wheatstone? [11] .

În 1858, Charles Wheatstone a îmbunătățit designul telegrafului de indicare alfabetică, iar acest dispozitiv era la mare căutare în Marea Britanie.

Una dintre primele comenzi a fost instalarea unor astfel de telegrafe în secțiile de poliție din Londra în 1860, după care afacerea a început să capete amploare. În 1861, Charles a înființat Universal Private Telegraph Company. Când guvernul britanic a început să naționalizeze industria telegrafică în 1868, compania avea peste 1.700 de mașini în rețea și deținea peste 2.500 de mile de linii telegrafice [12] . De-a lungul timpului, telefonul a înlocuit telegraful, dar un telegraf cu index alfabetic Wheatstone a funcționat în poșta britanică până în 1950.

Cablu submarin

Deja în 1844, Charles experimenta cu așezarea unui cablu de-a lungul fundului golfului Swansea. În 1858, după eșecul așezării cablurilor pe fundul Oceanului Atlantic, guvernul britanic l-a numit într-o comisie care să investigheze incidentul și perspectivele pentru pozarea cablurilor subacvatice. Contribuția sa principală a fost lucrarea științifică „On the Circumstances which influence the Inductive Discharges of Submarine Telegraphic Cables” [13] .

Diverse dispozitive

În 1843, el a propus un dispozitiv de măsurare a rezistenței  - o punte de măsurare , cunoscută și sub denumirea de „punte Wheatstone” [14] . Principiul de măsurare se bazează pe compensarea reciprocă a rezistențelor a două legături, dintre care una include rezistența măsurată. Ca indicator, se folosește de obicei un galvanometru sensibil , ale cărui citiri ar trebui să fie egale cu zero în momentul echilibrului podului.

În plus, Wheatstone a proiectat trei tipuri de reostate pentru a echilibra podul rapid și convenabil . [cincisprezece]

În anii 1850, a încercat să facă diverse prese de tipar, dar nu le-a brevetat și nici nu le-a comercializat, așa că Remington 1 a fost prima mașină de scris de succes comercial [16] .

În 1854 a inventat cifrul bigram , care, fiind o invenție a lui Wheatstone, a devenit cunoscut sub numele de cifrul Playfair .

Moartea

În octombrie 1875, Charles Wheatstone se afla la Paris. Acolo spera să participe la reuniunile Academiei de Științe și să-și promoveze designul telegrafului, dar a murit brusc.

Note

  1. ↑ Wheatstone; domnule; Charles (1802-1875); Fizician // Site-ul web al Societății Regale din  Londra
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par W Arhivat 6 august 2020 la Wayback Machine  (FR)
  3. ↑ 1 2 Ivanov Alexandru. Charles Wheatstone  // Muzeul de istorie a telefonului. telhistory.ru - S. Primii ani . Arhivat din original pe 18 august 2021.
  4. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 5. - ISBN 0-85296-103-0 .
  5. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 6. - ISBN 0-85296-103-0 .
  6. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 7. - ISBN 0-85296-103-0 .
  7. ↑ Ivanov Alexandru. Charles Wheatstone // Muzeul de istorie a telefonului. telhistory.ru - S. Cunoaşterea ştiinţei .
  8. ↑ Experimentele moderne arată că viteza de propagare a curentului electric (viteza de propagare a frontului unei unde electromagnetice) este egală cu viteza luminii și este de aproximativ 300.000 km/s.
  9. ↑ Huurdeman, Anton A. Istoria mondială a telecomunicațiilor . - Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003. - p  . 71 . — 638 p. — ISBN 9780471205050 .
  10. ↑ Huurdeman, Anton A. Istoria mondială a telecomunicațiilor . - Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003. - p  . 69 . — 638 p. — ISBN 9780471205050 .
  11. ↑ Cooke, William Fothergill. Telegraful electric: a fost inventat de profesorul Wheatstone? . - Londra, 1854.
  12. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 180. - ISBN 0-85296-103-0 .
  13. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 164. - ISBN 0-85296-103-0 .
  14. ↑ Wheatstone Bridge // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
  15. ↑ M. Gliozzi . Istoria fizicii - M .: Mir, 1970. - S. 261.
  16. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londra: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 179. - ISBN 0-85296-103-0 .

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
Genealogie și necropole