Charles Wheatstone


Charles Wheatstone
Wheatstone Charles drawing 1868.jpg
Weizenstein,
gezeichnet von Samuel Laurence 1868
Geboren 6. Februar 1802
Gestorben 19. Oktober 1875 (73 Jahre alt)
Paris, Frankreich
Bekannt für Weizensteinbrücke
Weizenstein -Playfair -Chiffre
Weizensteinsystem
Weizenstein ABC Telegraph
Cooke und Weizenstein Telegraph
Kaleidophon
Potentiometer
Pseudoskop
Stereoskop
Frühe Beiträge zu Spektroskopie
Auszeichnungen Königliche Medaille (1840, 1843)
Albert -Medaille (1867)
Copley -Medaille (1868)
Wissenschaftliche Karriere
Felder Physik
Institutionen King's College London

Sir Charles Wheatstone /ˈwichtstən/[1] FRS FRSE DCL Lld (6. Februar 1802 - 19. Oktober 1875) war ein englischer Wissenschaftler und Erfinder vieler wissenschaftlicher Durchbrüche der viktorianisches Zeitalter, einschließlich der Englische Konzertina, das Stereoskop (ein Gerät zum Anzeigen von dreidimensionalen Bildern) und die Playfair -Chiffre (ein Verschlüsselung Technik). Wheatstone ist jedoch am besten für seine Beiträge zur Entwicklung des Weizensteinbrücke, ursprünglich erfunden von Samuel Hunter Christie, das verwendet wird, um einen unbekannten elektrischen Widerstand zu messen und als Hauptfigur bei der Entwicklung von Telegrafie.

Leben

Charles Wheatstone wurde in geboren Barnwood, Gloucestershire. Sein Vater, W. Wheatstone, war ein Musikseller in der Stadt, der vier Jahre später in die 128 Pall Mall in London zog und Lehrerin der Flöte wurde. Charles, der zweite Sohn, besuchte eine Dorfschule in der Nähe von Gloucester und anschließend an mehrere Institutionen in London. Einer von ihnen war in Kenningtonund von einer Frau Castlemaine, die über seinen raschen Fortschritt erstaunt war. Von einem anderen rannte er weg, wurde aber bei gefangen genommen Windsornicht weit vom Theater seines praktischen Telegraphen entfernt. Als Junge war er sehr schüchtern und sensibel und mag es gut, sich auf einen Dachboden zurückzuziehen, ohne andere Gesellschaft als seine eigenen Gedanken.

Weizenstein Englisch Ziehharmonika

Als er ungefähr vierzehn Jahre alt war, wurde er zu seinem Onkel und Namensvetter ausgebildet, einem Hersteller und Verkäufer von Musikinstrumenten in 436 Strand, London; Aber er zeigte wenig Geschmack für Handwerk oder Geschäft und liebte es besser, Bücher zu studieren. Sein Vater ermutigte ihn dabei und nahm ihn schließlich aus der Anklage des Onkels.

Mit fünfzehn Jahren übersetzte Wheatstone französische Poesie und schrieb zwei Lieder, von denen einer seinem Onkel gegeben wurde, der sie veröffentlichte, ohne es als Komposition seines Neffen zu kennen. Einige Zeilen von ihm auf der Leier wurde das Motto einer Gravur von Bartolozzi. Er besuchte oft einen alten Buchstall in der Nähe von Pall Mall, was damals eine heruntergekommene und unbefestigte Durchgangsstraße war. Der größte Teil seines Taschengeldes verbrachte damit, die Bücher zu kaufen, die sich für Märchen, Geschichte oder Wissenschaft ausgefallen hatten.

Eines Tages begehrte er zur Überraschung des Buchhändlers einen Band über die Entdeckungen von Volta In Strom, aber nicht den Preis, sparte er seine Pennys und sicherte sich das Volumen. Es wurde auf Französisch geschrieben, und so musste er erneut sparen, bis er ein Wörterbuch kaufen konnte. Dann begann er, den Band zu lesen, und mit Hilfe seines älteren Bruders William, um die darin beschriebenen Experimente mit einer hausgemachten Batterie in der Klage hinter dem Haus seines Vaters zu wiederholen. Beim Bau der Batterie waren die Jungenphilosophen nicht mehr Geld, um die erforderlichen Kupferplatten zu beschaffen. Sie hatten nur noch wenige Kupfermünzen übrig. Ein glücklicher Gedanke kam Charles, der in diesen Untersuchungen der führende Geist war: "Wir müssen die Pennies selbst verwenden", sagte er, und die Batterie war bald vollständig.

In Christchurch, MaryleboneAm 12. Februar 1847 war Wheatstone mit Emma West verheiratet. Sie war die Tochter von a Taunton Handel und gutaussehendes Aussehen. Sie starb 1866 und überließ eine Familie von fünf kleinen Kindern in seiner Obhut. Sein häusliches Leben war ruhig und ereignislos.

Obwohl Wheatstone in der Öffentlichkeit still und in der Öffentlichkeit reserviert war, war er ein klarer und flüchtiger Redner in privatem, wenn auch seine Lieblingsstudien, und seine kleine, aber aktive Person, sein klares, aber intelligentes Gesicht, war voller Animation. Sir Henry Taylor erzählt uns, dass er einst Weizenstein auf einer Abendparty in Oxford beobachtet hat, die Lord Palmerston über die Fähigkeiten seines Telegraphen ernsthaft festhielt. "Du sagst es nicht!" rief der Staatsmann aus. "Ich muss dich dazu bringen, das dem Lordkanzler zu erzählen." Und so sagte er den Elektriker an Lord Westbury und bewirkte seine Flucht. Eine Erinnerung an dieses Interview könnte Palmerston dazu veranlasst haben, zu bemerken, dass eine Zeit kommen könnte, in der ein Minister im Parlament gefragt werden könnte, ob in Indien Krieg ausgebrochen wäre, und antworten würde: „Warte eine Minute; Ich werde nur an den Generalgouverneur telegrafieren und Sie wissen lassen. '

Weizenstein in späteren Jahren

Weizenstein wurde 1868 nach seiner Fertigstellung des automatischen Telegraphen zum Ritter geschlagen.[2] Er war zuvor zum Chevalier der Ehrenlegion. Etwa vierunddreißig Unterschiede und Diplome von Heim- oder ausländischen Gesellschaften zeugen von seinem wissenschaftlichen Ruf. Seit 1836 war er Fellow der Royal Society und 1859 wurde er zum ausländischen Mitglied der Royal Swedish Academy of Sciencesund 1873 ein ausländischer Mitarbeiter der Französische Akademie der Wissenschaften. Im selben Jahr wurde er von der französischen Gesellschaft für die Ermutigung der nationalen Industrie mit der Ampere -Medaille ausgezeichnet. 1875 wurde er ein Ehrenmitglied der Institution of Civil Engineers gegründet. Er war ein D.C.L. von Oxford und einem LL.D. von Cambridge.

Während eines Besuchs in Paris im Herbst 1875 und in der Perfektionierung seines Empfangsinstruments für U -Boot -Kabel fiel er eine Erkältung, die produzierte Entzündung der Lungen, eine Krankheit, aus der er am 19. Oktober 1875 in Paris starb. In der anglikanischen Kapelle in Paris fand ein Gedenkgottesdienst statt, an dem eine Deputation der Akademie teilnahm. Seine Überreste wurden zu seinem Haus in Park Crescent, London, gebracht (gekennzeichnet von a Blaue Plakette heute) und begraben in Kensal Green Cemetery.

Musikinstrumente und Akustik

Im September 1821 brachte sich Wheatstone in eine öffentliche Aufmerksamkeit, indem er das "Enchanted Lyre" oder "Acoucryptophon" in einem Musikgeschäft in ausstellte Pall Mall und in der Adelaide Gallery. Es bestand aus einer mimischen Lyre, die von einer Schnur an der Decke hing und die Stämme mehrerer Instrumente ausgab - dem Klavier, Harfe, und Hackbrett. In Wirklichkeit war es eine bloße Klangkiste, und die Kabel war eine Stahlstange, die die Schwingungen der Musik aus den verschiedenen Instrumenten vermittelte, die außer Sichtweite und Ohrschotten gespielt wurden. In dieser Zeit machte Weizenstein zahlreiche Experimente mit Klang und seiner Übertragung. Einige seiner Ergebnisse sind in Thomson's erhalten Annalen der Philosophie für 1823.

Er erkannte, dass der Ton durch Wellen oder Schwingungen der Atmosphäre ausbreit Luminifer -Äther. Wasser und feste Körper wie Glas oder Metall oder sonusorisches Holz vermitteln die Modulationen mit hoher Geschwindigkeit, und er konzipierte den Plan, Schallsignale, Musik oder Sprache auf diese Weise zu übertrieben. Er schätzte, dass Sound 200 Meilen pro Sekunde fahren würde (320km/s) durch feste Stangen und vorgeschlagen, um von London zu Telegraph zu Telegraph zu Edinburgh auf diese Weise. Er nannte sogar sein Arrangement ein "Telefon". (Robert Hooke, in seinem Mikrographien, veröffentlicht 1667, schreibt: "Ich kann dem Leser versichern, dass ich durch die Hilfe eines ausgedehnten Drahtes den Klang in einem Augenblick auf eine sehr beträchtliche Entfernung oder mit scheinbar schnellem Bewegung wie dem Licht ausbreitete." Es war auch nicht wichtig, dass der Draht gerade sein sollte; Es könnte in Winkel gebogen werden. Diese Eigenschaft ist die Grundlage für das mechanische oder Liebhabertelefon, das den Chinesen vor vielen Jahrhunderten bekannt gewesen sei. Hooke berücksichtigte auch die Möglichkeit, einen Weg zu finden, um unsere Hörkraft zu beschleunigen.)

Ein Schriftsteller in der Repository der Künste Für den 1. September 1821 sieht man sich in Bezug auf die 'Enchanted Lyre' die Aussicht, dass eine Oper im King's Theatre durchgeführt wird, und genossen im The am Hanover Square Rooms, oder sogar in der Horns Tavern, Kennington. Die Vibrationen sollen durch unterirdische Leiter reisen, wie in Rohren Gas.

Und wenn Musik so durchgeführt werden kann, "stellt er fest", "stellt er fest, dass die Worte der Sprache den gleichen Ausbreitungsmitteln anfällig sein können. Die Beredsamkeit des Anwalts, die Debatten des Parlaments, anstatt nur am nächsten Tag gelesen zu werden - aber wir werden uns gegen dieses merkwürdige Thema verlieren.

Wheatstone übertraf auch nicht nur die Geräusche auf die Ferne, sondern entwickelte ein einfaches Instrument für die Erweiterung schwacher Geräusche, dem er den Namen "Mikrofon" gab. Es bestand aus zwei schlanken Stäben, die beide Ohren die mechanischen Schwingungen übertragen haben und sich von der ganz anders unterscheiden elektrisches Mikrofon von Professor Hughes.

1823 starb sein Onkel, der Musikinstrumentenhersteller, und Weizenstein übernahm mit seinem älteren Bruder William das Geschäft. Charles hatte keinen großen Eindruck für den kommerziellen Teil, aber sein Einfallsreichtum fand eine Entlüftung bei der Verbesserung der vorhandenen Instrumente und bei der Entwicklung philosophischer Spielzeuge. Er erfand auch eigene Instrumente. Einer der berühmtesten war das Weizensteinkonzertina. Es war ein sechsseitiges Instrument mit 64 Schlüssel. Diese Schlüssel sorgten für einfache chromatische Fingern. Das englische Konzertina wurde während seines gesamten Lebens immer berühmt, aber bis zum frühen 20. Jahrhundert erreichte sie ihren Höhepunkt der Popularität.

1827 stellte Wheatstone seine vor.Kaleidophon', ein Gerät zum Rendern der Vibrationen eines für das Auge scheinbaren Körpers. Es besteht aus einer Metallstange, die an seinem Ende eine versilberte Perle trägt, die einen „Fleck“ des Lichts widerspiegelt. Wenn die Stange vibriert, wird gesehen, dass die Stelle komplizierte Figuren in der Luft beschreibt, wie ein Funke, der in der Dunkelheit herumwirbelte. Seine Photometer wurde wahrscheinlich von diesem Gerät vorgeschlagen. Es ermöglicht es, zwei Lichter durch die relative Helligkeit ihrer Reflexionen in einer versilberten Perle zu vergleichen, die eine schmale Ellipse beschreibt, um die Flecken in parallele Linien zu ziehen.

Im Jahr 1828 verbesserte Wheatstone das deutsche Windinstrument, genannt die MundharmonikaBis zum beliebten Konzertina wurde am 19. Dezember 1829 patentiert.[3] Das tragbare Harmonium ist ein weiterer seiner Erfindungen, der eine Preismedaille in der gewann Tolle Ausstellung von 1851. Er verbesserte auch die Sprechmaschine von De Kempelenund befürwortete die Meinung von Sir David Brewster, dass vor dem Ende dieses Jahrhunderts ein Gesangs- und Sprech -Apparat zu den Eroberungen der Wissenschaft gehören würde.

1834 wurde Wheatstone, der sich einen Namen für sich selbst gewonnen hatte, zum Vorsitzenden der experimentellen Physik in berufen King's College London. Sein erster Vorlesungsverlauf im Klang war ein völliger Misserfolg, da er öffentlich spricht. In dem Podium war er mit einer Zunge und unfähig, manchmal dem Publikum den Rücken und murmelte den Diagrammen an der Wand. Im Labor fühlte er sich zu Hause und beschränkte seine Pflichten hauptsächlich auf Demonstration.

Elektrizitätsgeschwindigkeit

Er erlangte durch ein großes Experiment im Jahr 1834 bekannt - die Messung der Elektrizitätsgeschwindigkeit in einem Draht. Er schnitt den Draht in der Mitte, um eine Lücke zu bilden, über die ein Funke springen könnte, und verband seine Enden mit den Polen von a Leyden Jar mit Strom gefüllt. So wurden drei Funken erzeugt, eine an jedem Ende des Drahtes und ein anderer in der Mitte. Er machte einen winzigen Spiegel über die Werke einer Uhr, so dass er sich in einer hohen Geschwindigkeit drehte und die Reflexionen seiner drei Funken darin beobachtete. Die Punkte des Drahtes waren so angeordnet, dass ihre Reflexionen in einer geraden Linie auftreten würden, wenn die Funken augenblicklich wären; Aber der Mitte wurde gesehen, dass er hinter den anderen zurückbleibte, weil es einen Moment später war. Der Strom hatte eine gewisse Zeit gebraucht, um von den Enden des Drahtes in die Mitte zu reisen. Diese Zeit wurde durch Messung der Verzögerungsmenge und des Vergleichs mit der bekannten Geschwindigkeit des Spiegels festgestellt. Nachdem er sich Zeit hatte, musste er das nur mit der Länge der halben Draht vergleichen, und er konnte die Geschwindigkeit des Stroms finden. Seine Ergebnisse gaben eine kalkulierte Geschwindigkeit von 288.000 Meilen pro Sekunde, d. H. Schneller als die, die wir jetzt als Lichtgeschwindigkeit (299.792,458 Kilometer pro Sekunde) (186.000 mi/s) sind, waren jedoch dennoch eine interessante Annäherung.

Einige Wissenschaftler wurden bereits geschätzt, dass die "Geschwindigkeit" von Elektrizität von den Eigenschaften des Dirigenten und seiner Umgebung abhängt. Francis Ronalds hatte beobachtet Signalverzögerung in seinem begrabenen elektrischer Telegraph Kabel (aber nicht seine Luftleitung) im Jahr 1816 und skizzierte seine Ursache, um eine Induktion zu sein.[4] Weizenstein erlebte diese Experimente als Jugendliche, die anscheinend ein Anreiz für seine eigene Forschung in der Telegraphie waren. Jahrzehnte später, nachdem der Telegraph kommerzialisiert worden war, Michael Faraday beschrieben, wie die Geschwindigkeit eines elektrischen Feldes in einem U -Boot -Draht, mit Isolator beschichtet und mit Wasser umgeben ist, nur 144.000 Meilen pro Sekunde (232.000 km/s) oder immer noch weniger beträgt.

Das Gerät von Wheatstone des revolvierenden Spiegels wurde anschließend bei verwendet Léon Foucault und Hippolyte Fizeau um das zu messen Lichtgeschwindigkeit.

Spektroskopie

Weizensteine ​​und andere haben ebenfalls früh beigetragen Spektroskopie durch die Entdeckung und Ausbeutung von Spektralemissionslinien.[5][6][7]

Wie John Munro 1891 schrieb: "1835 zeigte Wheatstone auf dem Dubliner Treffen der British Association, dass bei der Flüchtnis von Metallen im elektrischen Funken ihr Licht, das durch ein Prisma untersucht wurde, bestimmte Strahlen enthüllte, die charakteristisch waren. So sind sie charakteristisch. Also also. Also also. Die Art von Metallen, die die Sparkierungspunkte bildeten, konnte durch Analyse des Lichts des Funken Robert Bunsen, Gustav Robert Kirchhoffund andere haben zur Entdeckung mehrerer neuer Elemente geführt, wie z. Rubidium und Thalliumund erhöht auch unser Wissen über die himmlischen Körper. "[8]

Telegraph

Weizenstein gab seine Idee, die Intelligenz durch die mechanische Schwingung von Stäben zu übertragen, auf und nahm die auf elektrischer Telegraph. 1835 lehrte er das System von Baron Schillingund erklärte, dass die Mittel bereits bekannt waren, mit denen ein elektrischer Telegraph aus großem Service für die Welt geliefert werden konnte. Er machte Experimente mit einem eigenen Plan und schlug nicht nur vor, eine experimentelle Linie über die Themse zu legen, sondern sie auch auf der Londoner und Birmingham Railway zu etablieren. Bevor diese Pläne jedoch durchgeführt wurden, erhielt er einen Besuch von MR William Fothergill Cooke in seinem Haus in der Conduit Street am 27. Februar 1837, was einen wichtigen Einfluss auf seine Zukunft hatte.

Zusammenarbeit mit Cooke

Mr. Cooke war ein Offizier in der Madras Armee, wer, die zu Hause in Urlaub waren, an einigen Vorträgen über Anatomie teilzunehmen Universität von Heidelberg, wo er am 6. März 1836 eine Demonstration mit dem Telegraph des Professors erlebte Georg Wilhelm Munkeund war so beeindruckt von seiner Wichtigkeit, dass er seine medizinischen Studien veranlasste und alle seine Bemühungen der Arbeit der Einführung des Telegraphen widmete. Bald darauf kehrte er nach London zurück und konnte im Januar 1837 einen Telegraph mit drei Nadeln ausstellen. Er spürte seinen Mangel an wissenschaftlichem Wissen und konsultierte Michael Faraday und Peter Mark Roget (damals Sekretär der königlichen Gesellschaft), von denen letztere ihn nach Weizenstein schickte.

In einem zweiten Interview erzählte Mr. Cooke Wheatstone von seiner Absicht, einen funktionierenden Telegraph herauszubringen, und erklärte seine Methode. Weizenstein bemerkte nach seiner eigenen Aussage zu Cooke, dass die Methode nicht handeln würde, und produzierte seinen eigenen experimentellen Telegraphen. Schließlich schlug Cooke vor, dass sie eine Partnerschaft eingehen sollten, aber Weizenstein zögerte zunächst die Einhaltung. Er war ein bekannter Wissenschaftsmann und hatte vorgestellt, seine Ergebnisse zu veröffentlichen, ohne die Hauptstadt aus ihnen zu machen. Cooke hingegen erklärte, dass sein einziger Ziel darin bestand, ein Vermögen aus dem Programm zu machen. Im Mai stimmten sie zu, sich ihren Streitkräften anzuschließen, wobei Weizenstein die wissenschaftlichen und Cooke das administrative Talent beizutragen. Die Partnerschaftsurkunde wurde vom 19. November 1837 datiert. Ein gemeinsames Patent wurde für ihre Erfindungen, einschließlich der Fünf-Nadel-Telegraph von Weizenstein,[9] und ein Alarm von einem Relais, in dem der Strom eine Nadel in Quecksilber einbrachte, eine lokale Schaltung absolvierte und die Entspannung eines Uhrwerks freigab.

Der Fünf-Nadel-Telegraph, der hauptsächlich, wenn nicht sogar aufgrund von Weizenstein André-Marie Ampère - Das heißt, der Strom wurde in die Linie geschickt, indem die Schaltung der Batterie mit einem Make and Break -Schlüssel abgeschlossen wurde. Gemäß dem einen oder anderen Batteriepol der Batterie wurde mit dem Schlüssel auf die Linie aufgetragen, der Strom lenkte die Nadel auf die eine oder andere Seite ab. Es gab fünf getrennte Schaltungen, die fünf verschiedene Nadeln betätigen. Letztere wurden in Reihen in der Mitte eines Zifferblatts geformt, das wie ein Diamant geformt war, und die Buchstaben des Alphabets so darauf ordnen, dass ein Buchstaben buchstäblich durch die aktuelle Ablenkung von zwei der Nadeln darauf hingewiesen wurde.

Frühe Installationen

Ein Doppel-Bedarf-Telegrapheninstrument des Typs, der auf dem verwendet wird Große westliche Eisenbahn

Eine experimentelle Linie mit einem sechsten Rückdraht wurde zwischen den betrieben Euston terminus und Camden Town Station der London und North Western Railway am 25. Juli 1837. Die tatsächliche Entfernung betrug nur eineinhalb Meilen (2,4 km), aber in der Schaltung war Ersatzdraht eingeführt worden, um die Länge zu erhöhen. Es war spät am Abend vor dem Prozess. Herr Cooke war in Camden Town verantwortlich, während Mr. Robert Stephenson und andere Herren sahen zu; und Weizenstein saß in seinem Instrument in einem schmuddeligen kleinen Raum, beleuchtete von einer Talgkerze, in der Nähe des Buchungsoffiziers in Euston. Weizenstein schickte die erste Nachricht, auf die Cooke antwortete, und "nie" Weizenstein sagte: "Habe ich vorher ein so turbulent Ich spürte, dass die Größe der Erfindung als praktikabel über Cavil oder Streit ausgesprochen wurde. '

Trotz dieses Versuchs behandelten die Direktoren der Eisenbahn jedoch die "neu gefangene" Erfindung mit Gleichgültigkeit und beantragten ihre Entfernung. Im Juli 1839 wurde es jedoch von der bevorzugt Große westliche Eisenbahnund eine Linie, die aus dem errichtet wurde Paddington Station terminus an West Drayton Bahnhof, eine Entfernung von 21 km (dreizehn Meilen). Zuerst wurde ein Teil des Drahtes unter der Erde gelegt, aber anschließend wurde alles auf Pfosten entlang der Linie erhöht. Ihre Schaltung wurde schließlich auf erweitert Sumpf 1841 und wurde öffentlich in Paddington als Wunder der Wissenschaft ausgestellt, das fünfzig Signale in einer Entfernung von 280.000 Meilen pro Minute (7.500 km/s) übertragen konnte. Der Eintrittspreis betrug ein Schilling (£ 0,05), und 1844 verzeichnete ein faszinierter Beobachter Folgendes:

"Es ist perfekt aus dem Terminus des großen Westens soweit Slough - das heißt, achtzehn Meilen; Die Drähte sind an einigen Orten Untergrund in Röhren und in anderen hoch oben in der Luft, die dauern, Er sagt, ist bei weitem der beste Plan. Wir fragten, ob das Wetter nicht tat Beeinflussen die Drähte, sagte aber nicht; Ein gewalttätiges Gewitter könnte eine Glocke klingeln, aber nicht mehr. Wir wurden in ein kleines Zimmer gebracht (wir Frau Drummond, Miss Philips, Harry Codrington und ich selbst - und danach die Milmans und Mr Rich) wo waren Mehrere Holzfälle mit verschiedenen Arten von Telegraphen. In einer Art wurde jedes Wort geschrieben, und wie jeder Buchstabe wiederum platziert wurde In einer bestimmten Position ließ die Maschinerie die elektrische Flüssigkeit lief auf der ganzen Linie, wo er den Brief in Slough zeigte, durch was, was Maschinerie, die er nicht vermitteln konnte, um zu erklären. Nach jedem Wort kam a Schild aus Slough, das "Ich verstehe", sicherlich in weniger als eine Sekunde vom Ende des Wortes ...... ein anderer druckt die Nachrichten aus Es bringt es mit, so dass die Nachricht nicht verloren sein. Dies wird durch die elektrische Flüssigkeit bewirkt, was einen kleinen Hammer verursacht Buchstaben, der sich vorstellt, der Brief, der erhoben wird, trifft einen Verteiler Schreibpapier (eine neue Erfindung, schwarzes Papier, das, wenn er gedrückt wird, eine hinterlässt Unauslöschliche schwarze Marke), weshalb der Eindruck auf Weißpapier hinterlassen wird unter. Dies war der genialste von allen und anscheinend Mr. Wheatstone's Favorit; Er war sehr gutmütig in der Erklärung, aber versteht es so gut selbst, dass er nicht fühlen kann, wie wenig wir Bescheid wissen und geht zu schnell, damit solche unwissenden Leute folgen, um zu folgen er in allem. Frau Drummond sagte mir, er sei wunderbar für die Schnelligkeit, mit der er denkt und seine Erfindungskraft; er erfindet so viele Dinge, in die er nicht die Hälfte seiner Ideen einsetzen kann Ausführung, aber sie werden von anderen aufgegriffen und genutzt. Wer bekommt die Ehre von ihnen. "[10]

Aufmerksamkeit und Erfolg der Öffentlichkeit

Die Öffentlichkeit ging nach der Eroberung des Mörders zur neuen Erfindung John Tawell, der 1845 als erste Person als Ergebnis der Telekommunikationstechnologie verhaftet wurde. Im selben Jahr führte Wheatstone zwei verbesserte Formen des Apparats ein, nämlich die "Single" und die "Doppel" -Nadelinstrumente, in denen die Signale durch die aufeinanderfolgenden Devisitäten der Nadeln vorgenommen wurden. Von diesen wird das Instrument mit einem einzigen Bedarf, das nur einen Draht erfordert, noch verwendet.

Die Entwicklung des Telegraphen kann aus zwei Tatsachen gesammelt werden. Im Jahr 1855 der Tod der Kaiser Nicholas bei St. PetersburgEtwa ein Uhr am Nachmittag wurde einige Stunden später im House of Lords angekündigt. Das Ergebnis von Die Eichen von 1890 wurde in New York fünfzehn Sekunden nach dem Passieren der Pferde am Siegerposten eingegangen.

Unterschiede mit Cooke

Im Jahr 1841 entstand ein Unterschied zwischen Cooke und Wheatstone hinsichtlich des Anteils von jedem zu Ehren der Erfindung des Telegraphen. Die Frage wurde dem Schiedsverfahren des berühmten Ingenieurs eingereicht, Marc Iambard Brunelim Namen von Cooke und Professor Daniell vom King's College, dem Erfinder der Daniell -Batterie, seitens von Wheatstone. Sie verliehen Cooke den Verdienst, den Telegraph als nützliches Unterfangen vorzustellen, das versprach, von nationaler Bedeutung zu sein, und den Weizenstein die von seinen Forschungen vorbereiteten, die Öffentlichkeit zu erhalten. Sie schlossen mit den Worten: "Für die United Labors von zwei Herren, die so gut für gegenseitige Hilfe qualifiziert sind, müssen wir den schnellen Fortschritt zuschreiben, den diese wichtige Erfindung in fünf Jahren seit ihrer Assoziierung erzielt hat." Die Entscheidung, wie vage auch immer, spricht die Nadel -Telegraph als gemeinsame Produktion aus. Wenn es hauptsächlich von Wheatstone erfunden wurde, wurde es hauptsächlich von Cooke eingeführt. Ihre jeweiligen Anteile an dem Unternehmen könnten mit der eines Autors und seines Verlags verglichen werden, aber weil Cooke selbst einen Anteil an der tatsächlichen Erfindungsarbeit hatte.

Weitere Arbeiten an Telegraphen

Von 1836 bis 187 hatte Wheatstone viel über U -Boot -Telegraphen überlegt, und 1840 gab er Beweise vor dem Eisenbahnausschuss des House of Commons über die Machbarkeit der vorgeschlagenen Linie aus Dover zu Calais. Er hatte sogar die Maschinen zum Herstellen und Verlegen des Kabels entworfen. Im Herbst 1844 tauchte er mit Hilfe von Herrn J. D. Llewellyn eine Länge des isolierten Drahtes in Swansea Bay ein und signalisierte es von einem Boot zu dem Murmeltieren. Nächstes Jahr schlug er die Verwendung von vor Gutta-Percha Für die Beschichtung des beabsichtigten Drahtes über den Englisch-Kanal.

1840 hatte Wheatstone einen alphabetischen Telegraphen oder "Weizenstein A B C Instrument" patentiert, das sich mit einer Schritt-für-Schritt-Bewegung bewegte und die Buchstaben der Nachricht auf einem Zifferblatt zeigte. Das gleiche Prinzip wurde in seinem 1841 patentierten Typ-Druck-Telegraphen verwendet. Dies war der erste Apparat, der ein Telegramm im Typ druckte. Es wurde von zwei Schaltungen bearbeitet, und als der Typ einen Hammer drehte, der vom Strom betätigt wurde, drückte er den erforderlichen Buchstaben auf das Papier.

Die Einführung des Telegraphen hatte bisher fortgeschritten, dass am 2. September 1845 die Electric Telegraph Company wurde registriert, und Wheatstone erhielt durch seine Partnerschaftsurkunde mit Cooke eine Summe von 33.000 GBP für die Verwendung ihrer gemeinsamen Erfindungen.

1859 wurde Wheatstone vom Handelsrat ernannt, um über das Thema der Atlantikkabel zu berichten, und 1864 war er einer der Experten, die das beraten haben Atlantic Telegraph Company Zum Bau der erfolgreichen Linien von 1865 und 1866.

1870 wurden die elektrischen Telegraphenlinien des Vereinigten Königreichs, die von verschiedenen Unternehmen arbeiteten, an die Post übertragen und unter staatliche Kontrolle gestellt.

Weizenstein erfand die weiter Automatischer Sender, in denen die Signale der Nachricht zuerst auf einen Papierstreifen ausgestoßen werden, der dann durch die Sendung geleitet wird und die Signalströme steuert. Durch das Ersetzen eines Mechanismus für die Hand beim Senden der Nachricht war er in der Lage, etwa 100 Wörter pro Minute oder das Fünffache der gewöhnlichen Rate zu telegraphieren. Im Post -Telegraphendienst wird dieser Apparat zum Senden von Presselegrammen verwendet, und es wurde kürzlich so stark verbessert, dass Nachrichten jetzt von London mit einer Geschwindigkeit von 600 Wörtern pro Minute von London und sogar von 400 Wörtern pro Minute zwischen London gesendet werden und Aberdeen. In der Nacht vom 8. April 1886, als Herr Gladstone seine Rechnung für die Heimatherrschaft in Irland vorstellte, wurden nicht weniger als 1.500.000 Wörter von der Zentralstation am St. Martin's-Le-Grand von 100 Weizensteinsendern entsandt. Der Plan, Nachrichten über einen laufenden Papierstreifen zu senden, der den Schlüssel angeht, wurde ursprünglich von Bain 1846 patentiert. Aber Weizenstein, unterstützt von Herrn Augustus Stroh, einem versierten Mechaniker und einem fähigen Experimentator, war der erste, der die Idee in einen erfolgreichen Betrieb brachte. Dieses System wird oft als Weizenstein -Perforator bezeichnet[11] und ist der Vorläufer der Börse Tickerband.[12]

Optik

Charles Wheatstone Spiegel -Stereoskop

Stereopsis wurde erstmals 1838 von Wheatstone beschrieben.[13] 1840 erhielt er die königliche Medaille der Royal Society für seine Erklärung von binokulares Sehen, eine Forschung, die ihn dazu veranlasste, stereoskopische Zeichnungen durchzuführen und das zu konstruieren Stereoskop. Er zeigte, dass unser Eindruck von Solidität durch die Kombination im Kopf von zwei getrennten Bildern eines Objekts gewonnen wird, das von unseren beiden Augen aus verschiedenen Gesichtspunkten aufgenommen wurde. Somit sind im Stereoskop, eine Anordnung von Linsen oder Spiegeln, zwei Fotos desselben Objekts, die aus verschiedenen Punkten aufgenommen wurden, so kombiniert, dass das Objekt sich von einem soliden Aspekt hervorhebt. Herr David Brewster verbesserte das Stereoskop, indem es mit den Spiegeln verzichtet und mit Objektiven in seine bestehende Form gebracht wurde.

Das 'Pseudoskop'(Weizenstein geprägt den Begriff aus dem griechischen ψευδίς σκοπειν) wurde 1852 eingeführt.[14] und ist in irgendeiner Art das Gegenteil des Stereoskops, da es ein solides Objekt hohl erscheinen lässt und ein näher einher ist, um weiter abzureißen; So scheint eine Büste eine Maske zu sein, und ein Baum, der außerhalb eines Fensters wächst, sieht so aus, als würde sie im Raum wachsen. Sein Ziel war es, seine Theorie des Stereo -Sehens und für Untersuchungen zu dem, was jetzt als experimentelle Psychologie bezeichnet wird, zu testen.

Messzeit

1840 führte Wheatstone sein Chronoskop ein, um winzige Zeitintervalle zu messen, die zur Bestimmung der Geschwindigkeit einer Kugel oder des Durchgangs eines Sterns verwendet wurde. In diesem Gerät betonte ein elektrischer Strom ein Elektro-Magnet, was den Moment eines Auftretens durch einen Bleistift auf einem sich bewegenden Papier feststellte. Es soll in der Lage gewesen sein, 1/7300 Teil einer Sekunde (137 Mikrosekunde) zu unterscheiden, und die Zeit, als ein Körper aus einer Höhe von einem Zoll (25 mm) fiel.

Am 26. November 1840 stellte er seine elektromagnetische Uhr in der Bibliothek der Royal Society aus und setzte einen Plan zur Verteilung der richtigen Zeit von einer Standarduhr auf eine Reihe lokaler Zeitmesser vor. Die Schaltkreise sollten durch einen Schlüssel oder Kontakt-Hersteller elektrifiziert werden, der vom Standard der Standard betätigt wurde, und ihre Hände, die durch Elektromagnetismus korrigiert wurden. Im folgenden Januar Alexander Bain Er nahm ein Patent für eine elektromagnetische Uhr heraus und er berechnete anschließend den Weizenstein wegen Aneignung seiner Ideen. Es scheint, dass Bain von August bis Dezember 1840 als Mechaniker von Wheatstone gearbeitet hat, und er behauptete, er habe die Idee einer elektrischen Uhr in dieser Zeit Weizenstein mitgeteilt. Aber Weizenstein behauptete, er habe im Mai in diese Richtung experimentiert. Bain beschuldigte den Weizenstein weiter, seine Vorstellung vom elektromagnetischen Drucktelegraph gestohlen zu haben. Aber Weizenstein zeigte, dass das Instrument nur eine Modifikation seines eigenen elektromagnetischen Telegraphen war.

1840, Alexander Bain Er hat den Herausgeber des Mechanics Magazine seine finanziellen Probleme erwähnt. Der Herausgeber stellte ihn Sir Charles Wheatstone vor. Bain demonstrierte seine Models Weizenstein, der, als er nach seiner Meinung bat, sagte: "Oh, ich sollte mich nicht darum kümmern, diese Dinge weiter zu entwickeln! Es gibt keine Zukunft in ihnen." Drei Monate später zeigte Weizenstein eine elektrische Uhr für die Royal Society und behauptete, es sei seine eigene Erfindung gewesen. Bain hatte jedoch bereits ein Patent dafür beantragt. Weizenstein versuchte, Bains Patente zu blockieren, scheiterte aber. Als Wheatstone einen Akt des Parlaments organisierte, um die Electric Telegraph Company einzurichten, rief das House of Lords Bain zu, um Beweise zu liefern, und zwang das Unternehmen schließlich, Bain 10.000 Pfund zu zahlen und ihm einen Job als Manager zu geben, was den Rücktritt von Wheatstone veranlasste.

Polaruhr

Eines der genialsten Geräte von Wheatston David Brewster, dass das Licht des Himmels ist polarisiert in einer Ebene in einem Winkel von neunzig Grad von der Position der Sonne entfernt. Daraus folgt, indem er diese Polarisationsebene entdeckte und ihre misst Azimut In Bezug auf den Norden konnte die Position der Sonne, obwohl sie unter dem Horizont, bestimmt werden, und die scheinbare Sonnenzeit.

Die Uhr bestand aus einem Spyglass mit a Nicol (Doppelbild) Prisma für ein Okular und eine dünne Tafel von Selenit Für einen Objektglas. Als das Röhrchen an den Nordpol gerichtet war - dh parallel zur Erdachse - und das Prisma des Okulars, das sich umdrehte, bis keine Farbe zu sehen war, wendete sich der Drehwinkel, wie sich ein Index mit dem Prisma über einem abgestuften Glied bewegt , gab die Tagesstunde. Das Gerät ist in einem Land, in dem Uhren zuverlässig sind. aber es war Teil der Ausrüstung der 1875–1876 Nordpolarexpedition von Kapitän Nares.

Weizensteinbrücke

1843 teilte Wheatstone der Royal Society ein wichtiges Papier mit dem Titel "Ein Bericht über mehrere neue Prozesse zur Bestimmung der Konstanten eines Voltaic Circuit" mit. Es enthielt eine Darstellung des bekannten Gleichgewichts für die Messung des elektrischen Widerstands eines Leiters, der immer noch den Namen von Weizensteine ​​Brücke oder Balance, obwohl es zum ersten Mal von entwickelt wurde von Samuel Hunter Christieder Royal Military Academy Woolwich, die es in der veröffentlichte Philosophische Transaktionen für 1833.[15] Die Methode wurde vernachlässigt, bis der Weizenstein sie aufmerksam machte.[16]

Sein Papier gibt es im Überfluss mit einfachen und praktischen Formeln für die Berechnung von Strömen und Widerständen durch das Gesetz von Ohm. Er führte eine Widerstandseinheit ein, nämlich einen Fuß von Kupferdraht mit einem hundert Körnern (6,5 g), und zeigte, wie es angewendet werden könnte, um die Länge des Drahtes durch seinen Widerstand zu messen. Er erhielt von der Gesellschaft eine Medaille für seine Zeitung.[17] Im selben Jahr erfand er einen Apparat, mit dem das Lesen eines Thermometers oder eines Barometers mithilfe eines vom Quecksilber hergestellten elektrischen Kontakts in einiger Entfernung registriert werden konnte. Ein Ton -Telegraph, in dem die Signale durch die Schläge einer Glocke angegeben wurden, wurde auch im Mai dieses Jahres von Cooke und Wheatstone patentiert.

Kryptographie

Der bemerkenswerte Einfallsreichtum des Weizenstons wurde auch in der Erfindung von Chiffren dargestellt. Er war verantwortlich für die damals Ungewöhnliche Playfair -Chiffre, benannt nach seinem Freund Lord Playfair. Es wurde von den Militär mehrerer Nationen bis mindestens dem Ersten Weltkrieg verwendet und ist bekanntermaßen während des Zweiten Weltkriegs von British Intelligence Services verwendet.[18]

Es war anfangs gegen die Kryptanalyse resistent, aber schließlich wurden Methoden entwickelt, um sie zu brechen. Er engagierte sich auch an der Interpretation von Cipher -Manuskripten im British Museum. Er entwickelte einen Kryptographen oder eine Maschine, um eine Nachricht in eine Chiffre zu verwandeln, die nur durch Einfügen der Verschlüsselung in eine entsprechende Maschine interpretiert werden konnte, um sie zu entschlüsseln.

Als an Amateurmathematiker, Weizenstein veröffentlichte a mathematischer Beweis 1854 (siehe Würfel (Algebra)).

Elektrogeneratoren

1840 brachte Weizenstein seine magnetoelektrische Maschine zur Erzeugung kontinuierlicher Ströme heraus.

Am 4. Februar 1867 veröffentlichte er das Reaktionsprinzip in der dynamoelektrische Maschine durch ein Papier an die königliche Gesellschaft; Aber Mr. C. W. Siemens hatte zehn Tage zuvor die identische Entdeckung mitgeteilt, und beide Papiere wurden am selben Tag gelesen.

Es erschien danach, dass das Werner von Siemens, Samuel Alfred Varleyund Weizenstein war innerhalb weniger Monate unabhängig vom Prinzip angekommen. Varley patentierte es am 24. Dezember 1866; Siemens machte am 17. Januar 1867 darauf aufmerksam; und Weizenstein zeigte es in der Royal Society am obigen Datum in Aktion.

Streitigkeiten über Erfindung

Wheatstone war sein ganzes Leben lang an verschiedenen Streitigkeiten mit anderen Wissenschaftlern in Bezug auf seine Rolle in verschiedenen Technologien beteiligt und trat manchmal mehr Anerkennung als er fällig auf. Ebenso gut wie William Fothergill Cooke, Alexander Bain und David Brewster, oben erwähnt, enthalten diese auch Francis Ronalds Bei der Kew Observatorium. Weizenstein wurde fälschlicherweise angenommen, dass viele das geschaffen haben Atmosphärische Elektrizität Beobachtungsvorrichtungen, die Ronalds in den 1840er Jahren im Observatorium erfunden und entwickelt haben und dort auch die ersten automatischen Aufzeichnungsmeteorologischen Instrumente installiert haben (siehe zum Beispiel Howarth, P158).[19][20]

Persönliches Leben

Christ Church, Marylebone

Weizenstein heiratete Emma West, Spinster, eine Tochter von John Hooke West, verstorben, bei Christ Church, Marylebone, am 12. Februar 1847. Die Ehe war nach Lizenz.[21]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Weizenstein, Sir Charles". Oxford Wörterbücher. Abgerufen 28. Januar 2015.
  2. ^ "Nr. 23349". Die Londoner Gazette. 4. Februar 1868. p. 535.
  3. ^ Gaskins, Robert. "Portfolio historischer Konzertina -Patente". www.concertina.com. Abgerufen 19. März 2018.
  4. ^ Ronalds, B. F. (2016). "Sir Francis Ronalds und der elektrische Telegraph". Internationales Journal für The History of Engineering & Technology. 86: 42–55. doi:10.1080/17581206.2015.1119481. S2CID 113256632.
  5. ^ Brian Bowers (2001). Sir Charles Wheatstone FRS: 1802–1875 (2. Aufl.). Iet. S. 207–208. ISBN 978-0-85296-103-2.
  6. ^ George Gore (1878). Die Kunst der wissenschaftlichen Entdeckung: oder die allgemeinen Bedingungen und Methoden der Forschung in Physik und Chemie. Longmans, Green und Co. p. 179.
  7. ^ Weizenstein (1836). "Über die prismatische Zersetzung von elektrischem Licht". Bericht über die fünfte Sitzung der British Association zur Förderung der Wissenschaft; 1835 in Dublin abgehalten. Mitteilungen und Abstracts der Kommunikation an die British Association for the Advancement of Science, auf dem Dublin -Treffen, August 1835. London, England: John Murray. S. 11–12.
  8. ^ John Munro (1891). Helden des Telegraphen. Die religiöse Traktatik. p. 30.
  9. ^ Beauchamp, Ken (2001). Geschichte der Telegraphie. Einrichtung der Elektroingenieure. S. 34–40. ISBN 9780852967928.
  10. ^ Sullivan, Gertrude: Eine Familie Chronicle Veröffentlicht 1908 (London, John Murray) von ihrer Nichte Gertrude Lyster. Seiten 216–7.
  11. ^ Bemer, Bob. "Wie ASCII seinen Rückgang bekam". Archiviert von das Original am 18. Dezember 2012. Abgerufen 4. August 2014.
  12. ^ "Kleinschmidt - unsere Geschichte". Archiviert von das Original am 22. April 2014. Abgerufen 4. August 2014.
  13. ^ Siehe Wheatstones Artikel von 1838 "Beiträge zur Physiologie des Sehens Diese Seite.
  14. ^ Siehe Wheatstones 1852 Bakerian Lecture "Beiträge zur Physiologie des Sehens. - Teil der zweiten. Über einige bemerkenswerte und bisher unbeobachtete Phänomene des binokularen Sehens (Fortsetzung)" bei Diese Seite.
  15. ^ S. Hunter Christie, Die bakerianische Vorlesung: Experimentelle Bestimmung der Gesetze der magnetoelektrischen Induktion in verschiedenen Massen des gleichen Metalls und ihrer Intensität in verschiedenen Metallen., Philosophische Transaktionen der Royal Society of London, Vol. 123, 1833, S. 95–142.
  16. ^ Charles Wheatstone, Der Bakerian Lecture: Ein Bericht über mehrere neue Instrumente und Prozesse zur Bestimmung der Konstanten eines Voltaic -Schaltkreises, Philosophische Transaktionen der Royal Society of London, Vol. 133, 1843, S. 303–327.
  17. ^ "Die Entstehung der Weizensteinbrücke" von Stig Ekelof diskutiert Christie's und die Beiträge von Weizensteinen und warum die Brücke den Namen des Weizenstons trägt. Veröffentlicht in "Ingenieurwissenschaft und Bildungsjournal", Band 10, Nr. 1, Februar 2001, Seiten 37 - 40.
  18. ^ Markierungen, Leo (1998). Zwischen Seide und Cyanid. New York: Die freie Presse. ISBN 0-684-86422-3.
  19. ^ Ronalds, B. F. (2016). Sir Francis Ronalds: Vater des elektrischen Telegraphen. London: Imperial College Press. ISBN 978-1-78326-917-4.
  20. ^ Howarth, O.J. (1922). Die British Association for the Advancement of Science: A Retrospect 1831–1921.
  21. ^ Brian Bowers, Sir Charles Wheatstone FRS, 1802–1875 (London: Stationery Office Ihrer Majestät, 1975), p. 155

Weitere Lektüre

Externe Links