Η συσκευή με την οποία ο Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ μετέδωσε ήχο με το φως του ήλιου

 

Στις 3 Ιουνίου του 1880, 19 χρόνια πριν από την πρώτη ασύρματη ραδιοφωνική μετάδοση, ο Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ μετέδωσε το πρώτο ασύρματο τηλεφωνικό μήνυμα με το πρόσφατα εφευρεθέν "φωτόφωνό" του, μια συσκευή που επέτρεπε τη μετάδοση του ήχου μέσω δέσμης φωτός.

 

 

Ο Μπελ περιέγραψε την εφεύρεση του φωτόφωνου ως το μεγαλύτερο επίτευγμα της ζωής του, αλλά, εκείνη την εποχή, η σημασία του έργου του δεν αναγνωρίστηκε πλήρως και θα περνούσε ακόμη ένας αιώνας μέχρι να εκτιμηθεί πλήρως.

 

Τι είναι το φωτόφωνο;

 

Ο Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ

 

Το φωτόφωνο ήταν μια συσκευή παρόμοια με ένα σύγχρονο τηλέφωνο, με τη διαφορά ότι, ως μέσο για την ασύρματη μετάδοση, αντί για διαμορφωμένο ηλεκτρισμό που μεταφερόταν μέσω καλωδίων, χρησιμοποιούσε διαμορφωμένο φως. Στην απλούστερη μορφή της, η συσκευή αποτελούνταν από έναν επίπεδο καθρέφτη από εύκαμπτο υλικό, στο πίσω μέρος του οποίου κατευθυνόταν η φωνή του ομιλητή. Η πίεση του αέρα που παραγόταν από την ομιλία προκαλούσε δόνηση του εύκαμπτου καθρέφτη, καθιστώντας τον κυρτό και κοίλο, εναλλάξ, διασκορπίζοντας και συμπυκνώνοντας το φως, εναλλάξ.

Μια ισχυρή δέσμη φωτός αντανακλούνταν από αυτόν τον δονούμενο καθρέφτη. Όταν παρατηρούνταν από τη θέση του δέκτη, η φωτεινή δέσμη φαινόταν να πάλλεται ανταποκρινόμενη στην ακουστική συχνότητα των ηχητικών κυμάτων που δρούσαν πάνω στον καθρέφτη. Η μετατροπή της παλλόμενης δέσμης φωτός ξανά σε ήχο αποδείχθηκε πιο δύσκολη. Σε ένα πείραμα, ο Μπελ κατασκεύασε έναν δέκτη χρησιμοποιώντας καπνιά λάμπας. Αυτό, παρήγαγε έναν τόνο που ο εφευρέτης περιέγραψε ως "οδυνηρά δυνατό" σε ένα αυτί που ήταν κοντά στη συσκευή.

 

Απεικόνιση του πομπού του φωτόφωνου

Το 1878, ενώ ήταν με τη σύζυγό του ταξίδι του μέλιτος στην Ευρώπη, ο Μπελ διάβασε μια εργασία του Ρόμπερτ Σαμπίν, όπου συζητούσε την ιδιότητα του πρόσφατα ανακαλυφθέντος σεληνίου να έχει μεταβλητή αντίσταση όταν επιδρούσε πάνω του φως. Στα πειράματά του, ο Σαμπίν χρησιμοποίησε έναν μετρητή για να δει τα αποτελέσματα του φωτός που ενεργεί σε μια ράβδο σεληνίου συνδεδεμένη σε ένα κύκλωμα με μια μπαταρία και έγραψε, "η παραμικρή σκιά ή άλλη διακύμανση στην ένταση του φωτός προκάλεσε μια σημαντική διακύμανση στην ηλεκτροκινητική δύναμη της μπαταρίας και μια επακόλουθη ένδειξη".

Ο Σαμπίν πρότεινε ότι το σελήνιο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ένα από τα στοιχεία σε ένα υγρό γαλβανικό στοιχείο, αλλά ο Μπελ βρήκε μια πιο πρακτική εφαρμογή για την ανακάλυψη, καθώς σκέφτηκε ότι, προσθέτοντας έναν τηλεφωνικό δέκτη στο ίδιο κύκλωμα, θα μπορούσε να ακούσει αυτό που μπορούσε να δει μόνο ο Σαμπίν.

Ο Μπελ προσέλαβε έναν οργανοποιό, τον Charles Sumner Tainter, και μαζί κατάφεραν να φτιάξουν ένα λειτουργικό φωτόφωνο. Όταν η διαμορφωμένη δέσμη φωτός έπεσε στον δέκτη σεληνίου, ο Μπελ, στα ακουστικά του, μπόρεσε να ακούσει καθαρά τον Tainter να τραγουδά.

Την 1η Απριλίου του 1880, ο Μπελ και ο Tainter επικοινώνησαν με επιτυχία σε απόσταση περίπου 79 μέτρων. Λίγους μήνες αργότερα, στις 21 Ιουνίου, κατάφεραν να επικοινωνήσουν καθαρά σε απόσταση περίπου 213 μέτρων χρησιμοποιώντας το απλό ηλιακό φως ως πηγή φωτός. Ο Tainter ήταν στην ταράτσα της Σχολής Φράνκλιν, απ' όπου μίλησε στον Μπελ, ο οποίος ήταν στο εργαστήριό του και άκουγε. Τελικά, οι δυο τους επινόησαν περισσότερα από 50 μέσα για τη φωνητική διαμόρφωση ενός κύματος φωτός προτού προχωρήσουν στην ανάπτυξη βελτιωμένων μεθόδων εγγραφής ήχου.

 

Όμως, ο Τύπος της εποχής δεν εντυπωσιάστηκε. Οι New York Times ήταν ανοιχτά εχθρικοί απέναντι στην ιδέα.

 

Απεικόνιση ενός δέκτη φωτοφώνου

 

Ωστόσο, ο Μπελ ήταν πολύ ενθουσιασμένος με τη νέα του εφεύρεση και ήλπιζε ότι το νέο του φωτόφωνο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από πλοία στη θάλασσα. Μπορούσε επίσης να δει την ασύρματη επικοινωνία να εκτοπίζει το κουβάρι των τηλεφωνικών γραμμών κατά μήκος των πολυσύχναστων λεωφόρων της πόλης.

 

"Μπορεί η φαντασία να δει ποιο θα είναι το μέλλον αυτής της εφεύρεσης; Μπορούμε να μιλήσουμε με το φως σε οποιαδήποτε ορατή απόσταση χωρίς κανένα σύρμα αγωγιμότητας... Γενικά, θα γίνουν ανακαλύψεις από το φωτόφωνο που δεν ονειρευόμαστε τώρα", είπε ο Μπελ.

Δεν κατάφερε όμως να προστατεύσει τις μεταδόσεις του από εξωτερικές παρεμβολές -όπως τα σύννεφα, η ομίχλη, η βροχή, το χιόνι κ.ά.- που μπορούσαν να διαταράξουν εύκολα τη μετάδοση του φωτός. Σύντομα, οι ραδιοφωνικές εκπομπές του Μαρκόνι άρχισαν να ξεπερνούν κατά πολύ τη μέγιστη εμβέλεια της συσκευής του.

Στις αρχές του 20ου αιώνα, το φωτόφωνο γνώρισε μια σύντομη αναβίωση και υιοθετήθηκε από το γερμανικό ναυτικό, χάρη σε γερμανοαυστριακά πειράματα. Ο Γερμανός φυσικός Ernst Ruhmer δημιούργησε έναν δέκτη χάρη στον οποίο κατάφερε να στείλει μηνύματα σε αποστάσεις έως και 15 χιλιόμετρα χρησιμοποιώντας προβολείς υψηλής ισχύος που παρέχονταν από το Πολεμικό Ναυτικό. Η γερμανική Siemens & Halske Company παρήγαγε εμπορικά μονάδες για το γερμανικό Πολεμικό Ναυτικό, το οποίο προσέφερε επικοινωνίες έως και 11 χιλιόμετρα χρησιμοποιώντας προβολείς πλοίων με φωνητική διαμόρφωση. Επίσης, κατά τη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, οι Βρετανοί και οι Αμερικανοί εργάστηκαν για τεχνικές βελτιώσεις του συστήματος του Μπελ.

Σήμερα, οι δέσμες φωτός είναι ο κύριος φορέας πληροφοριών παγκοσμίως, αν και όχι με τη μορφή που είχε οραματιστεί ο Μπελ. Αντί να μεταδίδονται ασύρματα φωτεινά σήματα, αυτά μεταφέρονται πλέον από οπτικές ίνες σε όλες τις ηπείρους.

από: amusing planet