Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:43 • sest 21:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 13:37 • Sest 06:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:59 • Síðdegis: 15:47 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 09:39 • Síðdegis: 21:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Hugvísindi Vísindasaga
Vísindavefur Dagatal vísindamanna
Náttúruvísindi og verkfræði Verkfræði og tækni

Hver fann upp símann?

Ulrika Andersson

Við gerum ráð fyrir að spyrjandi eigi við talsímann. Uppfinning hans er tileinkuð uppfinningamanninum Alexander Graham Bell (1847-1922). Við orðum þetta svona því að margir vísinda- og uppfinningamenn gerðu tilkall til þess að hafa fundið hann upp og höfðu keppst um að verða fyrstur í mark. Bell fékk reyndar einkaleyfi á hugmynd sinni aðeins nokkrum klukkustundum áður en annar uppfinningamaður, Elisha Gray, sótti um einkaleyfi á svipaðri hugmynd.

Þeir voru sem sagt margir sem sögðust hafa fundið upp síma áður en Bell fékk einkaleyfi á hugmynd að símtæki, og kvörtuðu þeir sáran yfir því. Bell stóð í miklum málaferlum við reiða uppfinningamenn sem töldu sig eiga jafnmikinn rétt á einkaleyfi og Bell og alls fékk hann á sig um 600 lögsóknir.

Segja má að símtæki Bells sé byggt á gömlum grunni því að það tengist mun eldri rannsóknum sem tengdust rafmagni og hljóði. Á þessum tíma var til dæmis löngu búið að finna upp ritsímann og menn vissu líka að hægt væri að leiða rafmagn eða rafstraum í leiðslu.

Alexander Graham Bell fæddist inn í fjölskyldu í Skotlandi sem hafði mikinn áhuga á tónlist og reyndar hljóðum yfirleitt. Faðir hans rannsakaði hljóð og þróaði aðferðir sem gerðu heyrnarlausu fólki kleift að búa til hljóð og tala.

Árið 1870 ákvað Bell-fjölskyldan að flytja til Kanada. Ástæðan var sú að tveir bræður Alexanders höfðu dáið úr berklum og óttuðust foreldrarnir að eins færi fyrir hinum börnunum ef þau færðu sig ekki um set í hlýrra og betra loftslag. Eftir dvöl í Kanada fór Bell til Boston í Bandaríkjunum þar sem hann kenndi heyrnarlausum að tala með aðferð föðurs síns. Bell hafði mikinn áhuga á hljóðfærum og var feikigóður hljóðfæraleikari og árið 1873 var hann gerður að prófessor í lífeðlisfræði mannsraddarinnar (vocal physiology) við Boston-háskóla í Bandaríkjunum.

Allt frá því að Bell var 18 ára hafði hann verið að velta því fyrir sér hvernig væri hægt að senda talað mál með rafboðum. Hann vissi mikið um tal og hljóð en nánast ekki neitt um rafmagn. Í Boston var Bell svo heppinn að kynnast vélfræðingnum Thomas Watson en sá var vel að sér um rafmagn. Saman smíðuðu þeir senditæki sem sendi frá sér hljóð til viðtækja með rafboðum. Auk þess reyndi Bell að smíða nýja tegund af ritsíma sem gat sent fleiri gögn en gömlu ritsímarnir.

Sími Bells byggðist á þeirri hugmynd að hægt væri að breyta aflfræðilegu fyrirbæri eins og titringi eða hljóði í breytilegan rafstraum og breyta honum síðan aftur til baka, til dæmis í titring eða hljóð. Þetta er svipað því sem gerist þegar við tölum og heyrum aðra tala. Þá titra raddböndin í okkur og varirnar hreyfast og við það skapast þrýstingsbylgjur í loftinu. Bylgjurnar skella á hljóðhimnunni í eyra viðtakandans og hún fer að titra í takt við bylgjurnar.

Bell taldi að hægt væri að nota titring til þess að stjórna þéttleika efnis með því að hann mundi annað hvort pressa efnið saman eða dreifa því. Ef rafmagn væri látið fara í gegnum efni mundi þéttleiki efnisins einnig stjórna því hversu mikill rafstraumur bærist um það. Af þessu myndaðist breytilegur rafstraumur sem mundi sveiflast í takt við röddina og væri hægt að senda eftir leiðslu. Síðan væri hægt að endurskapa hljóðið með því að láta rafstrauminn stýra himnu sem sveiflast við hinn enda leiðslunnar.

Sagan segir að Bell hafi fengið hugmyndina að símanum þegar hann vann að því að smíða hjálpartæki fyrir heyrnarlausa. Hjálpartækið var að hluta til smíðað úr eyra af dauðum manni. Ef talað var inn í tækið byrjaði hljóðhimnan í eyranu að titra og kom vogarstöng á hreyfingu. Vogarstöngin hreyfðist yfir sótað gler og á því kom fram bylgjumunstur. Bell dró þá ályktun af tilrauninni að það hlyti að vera hægt að búa til gervihljóðhimnu. Með henni væri hægt að breyta þéttleika efna sem rafmagnið var leitt í gegnum og því einnig bylgjumynstri rafboðsins.

Þeir Bell og Watson gerðu ótal tilraunir til að fá símtækið sitt til þess að flytja talað mál. Watson hafði smíðað senditæki sem líktist mest trekt. Undir trektinni var diskur sem titraði líkt og hljóðhimna þegar talað var í trektina. Undir disknum var koparvír sem flaut í sýru í bolla úr málmi sem á var fest rafhlaða sem sendi rafstraum í gegnum vökvann. Vegna þess hreyfðist koparvírinn þegar talað var í trektina. Frá bollanum lá leiðsla sem var fest á viðtæki sem stóð í öðru herbergi. Viðtækið tók við rafbylgjunum og þar fór himna að titra í takt við þær. Titringurinn framkallaði svo hljóð. Senditæki þetta breytti því hljóði í breytilegan rafstraum sem breyttist aftur í hljóð. Einungis var hægt að tala í eina átt í þessu símtæki; til að tala í hina áttina hefði þurft tæki sem væri eins utan hvað það sneri öfugt.

Eftir mikla vinnu þeirra Bells og Watsons var símtækið loks tilbúið. Þegar verið var að undirbúa prófanir á tækinu hellti Bell yfir sig sýru. Watson sem staddur var í öðru herbergi ásamt viðtækinu heyrði Bell hrópa: "Mr. Watson, come here; I want you!" eða "Herra Watson, komdu hingað, ég þarfnast þín!" Þetta var fyrsta símtal sögunnar og það fór fram 10. mars 1876.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Heimildir

Myndir:

Höfundur

Ulrika Andersson

Ulrika Andersson

vísindablaðamaður

Útgáfudagur

6.3.2002

Spyrjandi

Ásgeir Einarsson, fæddur 1988

Efnisorð

Tilvísun

Ulrika Andersson. „Hver fann upp símann? “ Vísindavefurinn, 6. mars 2002. Sótt 18. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=2160.

Ulrika Andersson. (2002, 6. mars). Hver fann upp símann? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2160

Ulrika Andersson. „Hver fann upp símann? “ Vísindavefurinn. 6. mar. 2002. Vefsíða. 18. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2160>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hver fann upp símann?
Við gerum ráð fyrir að spyrjandi eigi við talsímann. Uppfinning hans er tileinkuð uppfinningamanninum Alexander Graham Bell (1847-1922). Við orðum þetta svona því að margir vísinda- og uppfinningamenn gerðu tilkall til þess að hafa fundið hann upp og höfðu keppst um að verða fyrstur í mark. Bell fékk reyndar einkaleyfi á hugmynd sinni aðeins nokkrum klukkustundum áður en annar uppfinningamaður, Elisha Gray, sótti um einkaleyfi á svipaðri hugmynd.

Þeir voru sem sagt margir sem sögðust hafa fundið upp síma áður en Bell fékk einkaleyfi á hugmynd að símtæki, og kvörtuðu þeir sáran yfir því. Bell stóð í miklum málaferlum við reiða uppfinningamenn sem töldu sig eiga jafnmikinn rétt á einkaleyfi og Bell og alls fékk hann á sig um 600 lögsóknir.

Segja má að símtæki Bells sé byggt á gömlum grunni því að það tengist mun eldri rannsóknum sem tengdust rafmagni og hljóði. Á þessum tíma var til dæmis löngu búið að finna upp ritsímann og menn vissu líka að hægt væri að leiða rafmagn eða rafstraum í leiðslu.

Alexander Graham Bell fæddist inn í fjölskyldu í Skotlandi sem hafði mikinn áhuga á tónlist og reyndar hljóðum yfirleitt. Faðir hans rannsakaði hljóð og þróaði aðferðir sem gerðu heyrnarlausu fólki kleift að búa til hljóð og tala.

Árið 1870 ákvað Bell-fjölskyldan að flytja til Kanada. Ástæðan var sú að tveir bræður Alexanders höfðu dáið úr berklum og óttuðust foreldrarnir að eins færi fyrir hinum börnunum ef þau færðu sig ekki um set í hlýrra og betra loftslag. Eftir dvöl í Kanada fór Bell til Boston í Bandaríkjunum þar sem hann kenndi heyrnarlausum að tala með aðferð föðurs síns. Bell hafði mikinn áhuga á hljóðfærum og var feikigóður hljóðfæraleikari og árið 1873 var hann gerður að prófessor í lífeðlisfræði mannsraddarinnar (vocal physiology) við Boston-háskóla í Bandaríkjunum.

Allt frá því að Bell var 18 ára hafði hann verið að velta því fyrir sér hvernig væri hægt að senda talað mál með rafboðum. Hann vissi mikið um tal og hljóð en nánast ekki neitt um rafmagn. Í Boston var Bell svo heppinn að kynnast vélfræðingnum Thomas Watson en sá var vel að sér um rafmagn. Saman smíðuðu þeir senditæki sem sendi frá sér hljóð til viðtækja með rafboðum. Auk þess reyndi Bell að smíða nýja tegund af ritsíma sem gat sent fleiri gögn en gömlu ritsímarnir.

Sími Bells byggðist á þeirri hugmynd að hægt væri að breyta aflfræðilegu fyrirbæri eins og titringi eða hljóði í breytilegan rafstraum og breyta honum síðan aftur til baka, til dæmis í titring eða hljóð. Þetta er svipað því sem gerist þegar við tölum og heyrum aðra tala. Þá titra raddböndin í okkur og varirnar hreyfast og við það skapast þrýstingsbylgjur í loftinu. Bylgjurnar skella á hljóðhimnunni í eyra viðtakandans og hún fer að titra í takt við bylgjurnar.

Bell taldi að hægt væri að nota titring til þess að stjórna þéttleika efnis með því að hann mundi annað hvort pressa efnið saman eða dreifa því. Ef rafmagn væri látið fara í gegnum efni mundi þéttleiki efnisins einnig stjórna því hversu mikill rafstraumur bærist um það. Af þessu myndaðist breytilegur rafstraumur sem mundi sveiflast í takt við röddina og væri hægt að senda eftir leiðslu. Síðan væri hægt að endurskapa hljóðið með því að láta rafstrauminn stýra himnu sem sveiflast við hinn enda leiðslunnar.

Sagan segir að Bell hafi fengið hugmyndina að símanum þegar hann vann að því að smíða hjálpartæki fyrir heyrnarlausa. Hjálpartækið var að hluta til smíðað úr eyra af dauðum manni. Ef talað var inn í tækið byrjaði hljóðhimnan í eyranu að titra og kom vogarstöng á hreyfingu. Vogarstöngin hreyfðist yfir sótað gler og á því kom fram bylgjumunstur. Bell dró þá ályktun af tilrauninni að það hlyti að vera hægt að búa til gervihljóðhimnu. Með henni væri hægt að breyta þéttleika efna sem rafmagnið var leitt í gegnum og því einnig bylgjumynstri rafboðsins.

Þeir Bell og Watson gerðu ótal tilraunir til að fá símtækið sitt til þess að flytja talað mál. Watson hafði smíðað senditæki sem líktist mest trekt. Undir trektinni var diskur sem titraði líkt og hljóðhimna þegar talað var í trektina. Undir disknum var koparvír sem flaut í sýru í bolla úr málmi sem á var fest rafhlaða sem sendi rafstraum í gegnum vökvann. Vegna þess hreyfðist koparvírinn þegar talað var í trektina. Frá bollanum lá leiðsla sem var fest á viðtæki sem stóð í öðru herbergi. Viðtækið tók við rafbylgjunum og þar fór himna að titra í takt við þær. Titringurinn framkallaði svo hljóð. Senditæki þetta breytti því hljóði í breytilegan rafstraum sem breyttist aftur í hljóð. Einungis var hægt að tala í eina átt í þessu símtæki; til að tala í hina áttina hefði þurft tæki sem væri eins utan hvað það sneri öfugt.

Eftir mikla vinnu þeirra Bells og Watsons var símtækið loks tilbúið. Þegar verið var að undirbúa prófanir á tækinu hellti Bell yfir sig sýru. Watson sem staddur var í öðru herbergi ásamt viðtækinu heyrði Bell hrópa: "Mr. Watson, come here; I want you!" eða "Herra Watson, komdu hingað, ég þarfnast þín!" Þetta var fyrsta símtal sögunnar og það fór fram 10. mars 1876.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Heimildir

Myndir:

...