Ιστορία της Τεχνολογίας: Ηλεκτροκίνηση, Επιστημοποίηση (συνέχεια)

<< προηγούμενη
επόμενη>>

 
Το τηλέφωνο
 
Alex. Graham Bell
Το έτος 1875 επαναλήφθηκε η ιστορία με τον Μορς και τον τηλέγραφο: Ένας φαινομενικά άσχετος με την Τεχνική, ο καθηγητής φυσιολογίας της φωνής, Alexander Graham Bell (Μπελ, 1847-1922), παρουσίασε ένα σύστημα τηλεμετάδοσης της ανθρώπινης ομιλίας, ένα τηλέφωνο. Για την ακρίβεια, ο Μπελ επινόησε τον ηλεκτρομαγνητικό μετατροπέα ήχου.  στο στενό σημείο ενός χωνιού τοποθέτησε μια λεπτή μεταλλική μεμβράνη και ακριβώς δίπλα της βρισκόταν ένα πηνίο, τυλιγμένο σε μία μαγνητική ράβδο. Οι ταλαντώσεις της μεμβράνης από τα ηχητικά κύματα παρήγαγαν στο πηνίο ασθενή ηλεκτρική τάση. Στην άλλη άκρη η ίδια διάταξη λειτουργούσε ως μεγάφωνο. Οι μεταβολές του ρεύματος στο πηνίο προκαλούσαν ταλαντώσεις στη μεβράνη, η οποία δημιουργούσε έτσι ηχητικά κύματα. 

Επειδή σε κάθε πλευρά της τηλεφωνικής γραμμής λειτουργούσε ένα μόνο σύστημα ηλεκτρομαγνητικού μετατροπέα ήχου, έπρεπε ο χρήστης να τοποθετεί το χωνί, άλλοτε στο αυτί για να ακούσει και άλλοτε στο στόμα για να μιλήσει. Η συσκευή αυτή βελτιώθηκε σύντομα από πολλούς τεχνικούς και αποτέλεσε το πρώτο τηλεφωνικό σύστημα με ικανοποιητική λειτουργία. 

Όμοια τηλεφωνικά συστήματα είχαν παρουσιάσει κατά καιρούς, ήδη από το 1860 διάφοροι τεχνικοί, τα οποία όμως δεν γίνονταν αποδεκτά, το πρώτο δε του Philipp Reis (Ράις) θεωρήθηκε παιδικό παιχνίδι. Αλλά και για το τηλέφωνο του Μπελ, όταν αυτό είχε ήδη βελτιωθεί σημαντικά, γνωμοδότησε το έτος 1876 η εταιρία συμβούλων Western Union Finance Services: «Αυτή η συσκευή έχει τόσες ελλείψεις ώστε πρέπει να θεωρείται ακατάλληλη ως μέσο επικοινωνίας. Αυτό το πράγμα δεν έχει καμία αξία». Είκοσι χρόνια αργότερα, το έτος 1896, όταν ο Μπελ αγωνιζόταν να επιδείξει το τηλέφωνο σε αρχιμηχανικό της βρετανικής τηλεγραφικής εταιρίας, πήρε την απάντηση: «Όχι κύριέ μου, μπορεί οι Αμερικάνοι να χρειάζονται το τηλέφωνο, αλλά εμείς στην Αγγλία δεν το χρειαζόμαστε! Έχουμε πολλούς κλητήρες!»

Η εφεύρεση του Μπελ ήταν η αρχή για μία ραγδαία εξέλιξη της τηλεφωνίας: Ήδη το έτος 1878 ιδρύθηκε στο New Haven των ΗΠΑ το πρώτο δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο με 21 συνδρομητές. Το 1881 εγκαταστάθηκε το πρώτο τηλεφωνικό δίκτυο της Ευρώπης στο 'Αμστερνταμ με 49 συνδρομητές. Στα πρώτα χρόνια λειτουργούσαν όλα τα τηλεφωνικά δίκτυα με κλήση στο κέντρο και παραγγελία της σύνδεσης. Συγκεκριμένα, αν ήθελε κάποιος να τηλεφωνήσει, σήκωνε το ακουστικό και γύριζε τη μανιβέλα του επαγωγέα. Με αυτό τον τρόπο έφτανε ένα σήμα στην τηλεφωνήτρια, η οποία μετέτρεπε την παραγγελία για επικοινωνία με κάποιο συμδρομητή σε σύνδεση στον κεντρικό τηλεφωνικό πίνακα. Η αυτόματη τηλεφωνία άρχισε να λειτουργεί κάποια χρόνια αργότερα και διαδόθηκε σταδιακά. Από το 1895 λειτούργησε η πρώτη διεθνής σύνδεση μεταξύ Ολλανδίας και Βελγίου. Η εξέλιξη από εκείνη την εποχή της τηλεφωνίας μέχρι τα σημερινά συστήματα κυψελοειδούς και δορυφορικής τηλεφωνίας είναι περίπου γνωστή.

 
Τηλεφωνικές συσκευές από τα χρόνια του Μπελ μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα.
 
Με την εξάπλωση των τηλεφωνικών δικτύων έγινε αναγκαία η τοποθέτηση υπόγειων καλωδίων πολλαπλών αγωγών. Εδώ προέκυψε όμως το πρόβλημα ότι η απόσβεση των σημάτων στα υπόγεια μονωμένα καλώδια ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από εκείνη των εναέριων αγωγών. Αρχικά αντιμετωπίστηκε το πρόβλημα μέχρις ενός σημείου με την τεχνητή αύξηση της αυτεπαγωγής των καλωδίων, σύμφωνα με μια πρόταση του Φυσικού Oliver Heaviside (Χεβυσάιτ, 1850-1925). Το έτος 1899 πρότεινε όμως ο σέρβικης καταγωγής Αμερικάνος Michael Pupin (Πουπίν, 1858-1935) ένα καλώδιο, στο οποίο σε συγκεκριμένες σταθερές αποστάσεις παρενέβαλε πηνία. Με αυτή τη μέθοδο βελτιώθηκε σημαντικά η συμπεριφορά των καλωδίων. 

Ο δίσκος στις τηλεφωνικές συσκευές για την επιλογή του αριθμού τηλεφώνου του άλλου συνδρομητή είναι επινόηση ενός διευθυντή γραφείου κηδειών (!), του Almon B. Stroeger (1839-1902). Όλες οι εταιρίες της εποχής, ευρωπαϊκές και αμερικάνικες, εξαγόρασαν την ευρεσιτεχνία του ιδιότυπου κατασκευαστή και τη χρησιμοποίησαν στις συσκευές τους. 

Για τη βελτίωση της ποιότητας του μεταφερόμενου ήχου μέσω του τηλεφωνικού δικτύου, κατασκευάστηκαν σταδιακά βελτιωμένα μικρόφωνα και ακουστικά με τέτοια ικανοποιητική απόδοση, ώστε η εταιρία Siemens παρουσίασε περί το έτος 1900 μία τηλεφωνική συσκευή σε μικρογραφία, την οποία διέθεσε στην αγορά ως ακουστικά βαρυκοΐας. Σ' αυτά τα ακουστικά δόθηκε το όνομα φωνόφωνο, το οποίο όμως δεν επικράτησε.

 
top/κορυφή
 
Ο φωνόγραφος>
 
Thomas Alva Edison
Το έτος 1877 κατέθεσε αίτηση για απόκτηση τίτλου ευρεσιτεχνίας ο ήδη ευρύτερα γνωστός εφευρέτης Thomas Alva Edison (Έντισον, 1847-1931), με θέμα μία συσκευή, την οποία ονόμασε φωνόγραφο (phonograph) και ήταν ο πρόδρομος του μεταγενέστερου γραμμοφώνου. Η συσκευή αυτή λειτουργούσε με ένα ξύλινο κύλινδρο που περιστρεφόταν χειρονακτικά με μανιβέλα και ο οποίος ήταν καλυμμένος με ένα λεπτό φύλλο κασσιτέρου (Staniol). Μία μεταλλική βελόνα ήταν σταθερά συνδεμένη με μια μεμβράνη, η οποία πραγματοποιούσε ταλαντώσεις λόγω ηχητικών κυμάτων, με αποτέλεσμα η βελόνα να δημιουργεί βαθουλώματα στο φύλλο κασσιτέρου, άλλοτε μεγαλύτερα και άλλοτε μικρότερα, ανάλογα με την ένταση του ήχου. Ένας μηχανικός οδηγός μετακινούσε τη βελόνα αξονικά στον κύλινδρο, ώστε τελικά προέκυπτε ένα σπειροειδές αυλάκι. Όταν γύριζε ο κύλινδρος και πέρναγε η βελόνα πάνω από τη χαραγμένη επιφάνεια, προκαλούσαν τα βαθουλώματα ταλαντώσεις στη μεμβράνη, οι οποίες μετατρέπονταν σε ηχητικά κύματα. 

Όπως περιγράφουν άρθρα εφημερίδων της εποχής, η απόδοση της συσκευής του Έντισον ήταν περίπου «άθλια», αλλά ο φωνόγραφος αυτός, τον οποίο ο εφευρέτης του ονόμαζε μηχανή έκανε τεράστια εντύπωση. Όταν όμως δοκίμαζε ο κόσμος την ποιότητα ήχου, εξανεμιζόταν ο ενθουσιασμός και θεωρούσε τη συσκευή ένα ακριβό παιχνίδι. Η τοποθέτηση του φύλλου κασσιτέρου ήταν περίπλοκη και η αντοχή του σε πολλαπλή χρήση περιορισμένη.

Το έτος 1881 προσπάθησε ο εφευρέτης του τηλεφώνου Μπελ να βελτιώσει το φωνόγραφο του Έντισον. Για το σκοπό αυτό κάλυψε τον ξύλινο κύλινδρο με κερί, πάνω στο οποίο θα χαρασσόταν το αυλάκι του ήχου. Η προσπάθεια αυτή έδωσε καλύτερα αποτελέσματα, κυρίως όμως δεν περιείχε άσχετους θορύβους, όπως η κατασκευή του Έντισον. Το 1886 δήλωσε για ευρεσιτεχνία μια όμοια κατασκευή με επίστρωση κεριού στο κύλινδρο ο Charles Sumner Tainter (Ταίιντερ, 1854-1940) και το ονόμασε γραφόφωνο (graphophone). Εναντίον του Ταίιντερ κινήθηκε δικαστικά ο Έντισον, θεωρώντας ότι επρόκειτο για κλοπή πνευματικής ιδιοκτησίας.

Το 1888 αντικατέστησε ο ίδιος ο Έντισον το φύλλο κασσιτέρου με στρώμα σκληρού κεριού και τοποθέτησε στη συσκευή ένα μηχανικό κινητήρα με βαρύδι. Αργότερα χρησιμοποιήθηκε ένας μηχανικός κινητήρας με ελατήριο και μανιβέλα για κούρδισμα και στη συνέχεια, σε μερικά μοντέλα, ένας ηλεκτρικός κινητήρας. Να σημειωθεί βέβαια ότι οι ηλεκτρικοί κινητήρες ήταν εκείνη την εποχή και για αρκετές δεκαετίες ακόμα ογκώδεις και ακριβοί. Για την ενίσχυση του ήχου χρησιμοποίησε ο Έντισον το χαρακτηριστικό χωνί που βλέπουμε στις εικόνες και φωτογραφίες του φωνογράφου. Οι κύλινδροι του Έντισον περιείχαν μουσική ή ομιλία διάρκειας περίπου 2 λεπτών.

Η νέα αυτή κατασκευήτου Έντισον είχε εμπορική επιτυχία, γιατί προσφερόταν για ιδιωτική καταγραφή της φωνής. Για τη μαζική παραγωγή κυλίνδρων με σύντομες μελωδίες της εποχής ήταν όμως πολύ κοπιαστική εργασία, γιατί έπρεπε η ορχήστρα ή ο τραγουδιστής να επαναλαμβάνουν με μεγάλη ένταση την εκτέλεση του κομματιού μπροστά σε 7-8 φωνογράφους, οι οποίοι παρήγαγαν από ένα κύλινδρο. Μόλις το 1903 κατασκεύασε ο ίδιος ο Έντισον μια μηχανή, η οποία ήταν σε θέση να αντιγράφει έναν αρχικό κύλινδρο.

 
γραμμόφωνο Emile Berliner
Το 1886 πρότεινε ο Emile Berliner (Μπερλίνερ, 1851-1929), Αμερικάνος από το Ανόβερο της Γερμανίας, να αντικατασταθεί ο κύλινδρος με «αυλάκι ήχου» του Έντισον, με μία επίπεδη πλάκα όπου, μετά από διάφορες βελτιώσεις, μία ελικοειδής διαδρομή σχημάτιζε ένα συνολικό αυλάκι σε όλη την επιφάνεια της πλάκας και η βελόνα έκανε ταλαντώσεις, εγκάρσια στην κίνηση. Ενώ δηλαδή η κεφαλή της συσκευής του Έντισον εκτελούσε κινήσεις πάνω-κάτω για να ανιχνεύσει τα βαθουλώματα της επιφάνειας, στη συσκευή του Μπερλίνερ έπαιζαν ρόλο τα τοιχώματα του αυλακιού και η βελόνα πραγματοποιούσε κινήσεις δεξιά-αριστερά. Έτσι, ξεπέρασε ο Μπερλίνερ και τον κίνδυνο να συρθεί ενώπιον δικαστηρίων για καταπάτηση ευρεσιτεχνιών του Έντισον. Ο Μπερλίνερ δήλωσε τη συσκευή του για ευρεσιτεχνία και την ονόμασε γραμμόφωνο (grammophone). Αυτή η μέθοδος είχε δοκιμαστεί ήδη από τον Έντισον και από τον Μπελ, αλλά δεν κρίθηκε αξιοποιήσιμη. Να σημειωθεί δε ότι στα τέλη της δεκαετίας του 1950 συγχωνεύτηκαν από τις εταιρίες που τις εκμεταλλεύονταν οι ευρεσιτεχνίες του Έντισον και του Μπερλίνερ και έτσι προέκυψε η τεχνολογία των στερεοφωνικών δίσκων.

Ο δίσκος (πλάκα) του Μπερλίνερ, αρχικά με διάμετρο 12 cm που γύρναγε με 150 στροφές ανά λεπτό, πήρε σταδιακά τη μορφή που γνωρίζουμε μέχρι τα τέλη του 20ου αιώνα ως δίσκο βινυλίου. Το έτος 1901 κατασκευάστηκαν για πρώτη φορά δίσκοι με διάμετρο 10" (~25 cm). Μέχρι τότε, οι δίσκοι ήταν μονόπλευροι και από την άλλη πλευρά είχαν διαδημιστικές ετικέτες, περίπου όπως είναι σήμερα τα CD και DVD. To 1904 παρουσίασε η γερμανική εταιρία Odeon τον πρώτο δίσκο διπλής όψης με διαμέτρους 25 και 30 cm και διάρκεια μέχρι 5,5 λεπτά. Αν και τελικά επεβίωσε ακριβώς αυτή η μορφή ηχητικής αποθήκευσης και διατηρήθηκε μέχρι που άρχισε να αντικαθίσταται από τον οπτικό δίσκο (σύμπυκνος δίσκος, compact disk, CD), η ηχητική ποιότητα των δίσκων του Μπερλίνερ ήταν για μερικές δεκαετίες πολύ κατώτερη από αυτή των κυλίνδρων κεριού του Έντισον.

Με τη βελτίωση των ηλεκτρικών κινητήρων και την εισαγωγή του ηλεκτρονικού ενισχυτή, το γραμμόφωνο αντικαταστάθηκε σταδιακά από το ηλεκτρικό γραμμόφωνο που πήρε στην καθημερινή γλώσσα το όνομα pickup (=μαζεύω, συλλέγω, πικάπ). Εντωμεταξύ είχαν αξιοποιηθεί ο ηλεκτρονικός ενισχυτής λυχνιών και οι μικροί ηλεκτρικοί κινητήρες, με τους οποίος πήρε πλέον το γραμμόφωνο και ο ήχος του σημαντικά ανώτερη ποιότητα. Μερικές φορές χρησιμοποιείται και ο όρος ηλεκτρόφωνο, ο οποίος όμως χαρακτήριζε στις αρχές του 20ου αιώνα την τηλεφωνική μετάδοση ειδήσεων και γι' αυτό δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως για τις ηλεκτρικές συσκευές αναπαραγωγής ήχου.

   
 

<< προηγούμενη επόμενη>>

μήνυμα Internet top/κορυφή