جنرال لواء

السير تشارلز ويتستون: والد جسر ويتستون و British Electric Telegraph

السير تشارلز ويتستون: والد جسر ويتستون و British Electric Telegraph


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سيدي المحترم تشارلز ويتستون كان فيزيائيًا إنجليزيًا ومخترعًا للعديد من الأجهزة خلال العصر الفيكتوري. ومن بين هؤلاء أول تلغراف ناجح تجاريًا ، وكونسرتينا إنجليزي ، ومجسم ، وشفرات Playfair.

اشتهر بإسهامه في تطوير جسر ويتستون لقياس المقاومة الكهربائية.

على الرغم من أن هذا يرتبط عادةً بتشارلز ويتستون ، إلا أنه تم اختراعه بالفعل بواسطة Samual Hunter Christie. لكن ويتستون هو من قام بنشرها بنجاح.

تشارلز ويتستون ولد في 6 فبراير 1802 في جلوستر ، إنجلترا. سيتم تعيينه أستاذًا للفلسفة التجريبية في King's College ، لندن في 1834.

كان هذا هو العام نفسه الذي ابتكر فيه تجربته المرآة الدوارة لقياس سرعة الكهرباء داخل الموصل.

في 1837مع السير ويليام فوثرجيل كوك ، قام ويتستون أيضًا ببراءة اختراع لشكل مبكر من التلغراف.

قام تشارلز أيضًا بتطوير اختراعاته الخاصة بدءًا من الآلات الموسيقية مثل كونسرتينا (نوع من الأكورديون) إلى المجسم الذي كان جهازًا يستخدم لإعطاء عمق للصور.

سيبدأ تشارلز ويتستون أيضًا في استخدام المغناطيسات الكهربائية والمولدات الكهربائية ، كما طور شفراته الخاصة ، وهي شفرة Playfair. حصل تشارلز على لقب فارس 1868 وتوفي في باريس عام 1875.

السنوات المبكرة

ولد تشارلز ويتستون في بارنوود ، جلوسيسترشاير في 6 فبراير 1802. كان والده صانع أحذية وله بعض العلاقات مع صناعة الموسيقى.

بعد أربع سنوات في 1806انتقلت عائلة ويتستون إلى لندن حيث صنع والده الآلات الموسيقية وقدم دروسًا في العزف عليها.

سرعان ما نمت سمعة والده ولم يكن أحد تلاميذه سوى ابنة أمير ويلز ، الأميرة شارلوت. افتتح عم تشارلز أيضًا نشاطًا تجاريًا مشابهًا في ستراند في لندن وسرعان ما سينضم إلى عمه كمتدرب.

سرعان ما أصبح تشارلز ويتستون مفتونًا بالصوتيات وسيعود إلى ورشة والده لدراستها بمزيد من التفصيل.

في 1823 نشر ويتستون نتائج تجاربه. بعد فترة وجيزة ، بدأ في صنع اسم لنفسه من خلال أن يصبح مخترعًا غزير الإنتاج.

واحدة من أعظم اختراعاته ، والتي تم إتقانها لاحقًا ، كانت كونسرتينا الإنجليزية المنفوخة. لا تزال هذه قيد الاستخدام اليوم ولا تزال تصنعها Wheatstone and Company.

سوف يتطور عمله على الآلات الموسيقية إلى اهتمام يبقى معه مدى الحياة. في هذا الوقت تقريبًا ، طور تشارلز أيضًا اهتمامًا بالبصريات.

في 1838 اخترع تشارلز المجسم وهو عبارة عن جهاز يوفر العمق للصور. سيصبح هذا الجهاز لعبة علمية مشهورة جدًا في القرن التاسع عشر.

نجمة ويتستون تشرق مع القيثارة المسحورة والميكروفون

في النصف الأخير من 1821، أصبح تشارلز ويتستون معروفًا للجمهور بشكل عام باختراعه "القيثارة المسحورة". تم تثبيت مثال في متجر للموسيقى في Pall Mall وفي Adelaide Gallery.

يتكون قيثاره من جسم على شكل قيثارة معلق من السقف بواسطة سلك يصدر أصوات العديد من الآلات الموسيقية المختلفة. وشملت هذه البيانو ، والقيثارة ، و dulcimer.

في الواقع ، كانت قيثارته عبارة عن صندوق صوت مزح متطور حيث تم نقل أصوات الموسيقيين الحقيقيين إلى الصندوق عن طريق كابل دعم الأسلاك الفولاذية. تم العزف على الآلات الحقيقية بعيدًا عن أنظار المارة.

واصل ويتستون عمله على الصوتيات طوال هذه الفترة مع نشر بعض نتائجه في حوليات طومسون للفلسفة في 1823.

كان تشارلز ويتستون من أوائل العلماء الذين أدركوا رسميًا أن الصوت ينتقل في الواقع عن طريق الموجات عبر الوسائط.

كما أنه ، من خلال تجاربه ، أدرك رسميًا أن الصوت ينتقل بسرعة أكبر من خلال المواد الصلبة أو السائلة بدلاً من الهواء. مع العلم بذلك بدأ يفكر في طرق لنقل الصوت أو الكلام أو الموسيقى عبر مسافات طويلة.

قدر ويتستون أن الصوت يجب أن ينتقل في كل مكان 320 كم / ثانية من خلال قضبان صلبة واقترح نظام تلغراف يمكنه نقل الكلام بين لندن وإدنبرة. حتى أنه أطلق على اقتراحه اسم "الهاتف".

عمل تشارلز ويتستون أيضًا على جهاز يمكنه زيادة الأصوات الضعيفة أو الضعيفة بحيث يمكن سماعها بسهولة أكبر. وهي تتألف من قضيبين رفيعين ينقلان الاهتزازات إلى كلتا أذني المستخدم.

أطلق على هذا الجهاز اسم "ميكروفون".

بعد اختراع العديد من الأجهزة بواسطة 1834 لقد حصل على اسم لنفسه. وتوج ذلك بعرضه على كرسي الفيزياء التجريبية في كينجز كوليدج بلندن.

كانت محاضرات تشارلز ويتستون الأولى فشلاً تامًا بسبب كراهيته للخطابة. لاحقًا ، حصر نفسه في مختبره وحصر أي تفاعل عام في المظاهرات فقط.

ويتستون يبني أول تلغراف

في 1834, تمت دعوة تشارلز ويتستون لأول مرة إلى كينجز كوليدج لندن كأستاذ للفلسفة التجريبية. وفي نفس العام أجرى تجارب رائدة في مجال الكهرباء.

كما اخترع دينامو محسّنًا وجهازين لقياس وتنظيم المقاومة الكهربائية والتيار.

ستعرف هذه باسم مقاومة الريوستات وجسر ويتستون المحسن.

وبعد عدة سنوات حصل على إذن من مجلس الكلية ببناء "سلسلة من الأسلاك الحديدية والنحاسية في أقبية الكلية لغرض تجربة بعض التجارب في الكهرباء على حساب الجمعية الملكية".

تعاون تشارلز ويتستون مع William Fothergill Cooke للحصول على براءة اختراع لتصميم التلغراف الكهربائي في يونيو من 1837. كان هذا هو نفس وقت صعود الملكة فيكتوريا.

كان Fothergill ضابطًا سابقًا في الجيش الهندي أعجب بمظاهرة لجهاز التلغراف التجريبي في جامعة هايدلبرغ.

لقد أعجب به لدرجة أنه قرر التخلي عن دراسته الطبية لتكريس وقته لتسويق التكنولوجيا الجديدة.

بعد عودته إلى لندن ، عرض ويليام فوثرجيل تلغرافًا مبكرًا في يناير 1837.

كشفت تجاربه بسرعة عن افتقاره إلى المعرفة العلمية التي دفعته إلى استشارة مايكل فاراداي وبيتر مارك روجيت. كان الأخير هو الذي قدمه لاحقًا إلى تشارلز ويتستون.

لم يخفِ Fothergill نواياه في تطوير برقية عاملة لكسب المال واقترح على تشارلز أن يوحد قواه. قاوم تشارلز في البداية معتقدًا ، كرجل علم ، أنه يفضل نشر النتائج التي توصل إليها وعدم الاستفادة منها.

في مايو 1837 رضخ ويتستون أخيرًا وشكل الرجلان شراكة رسمية.

قدم ويتستون الموهبة العلمية بينما قدم كوك مهاراته الإدارية الهائلة.

تجارب ويتستون لقياس سرعة الكهرباء

حصل تشارلز ويتستون على تقدير كبير لمحاولته قياس سرعة الكهرباء في سلك. كان من المقرر إجراء هذه التجربة الرائدة في الطابق السفلي من King's College في 1834.

تتكون تجربته من سلك مقطوع في المنتصف. شكل هذا فجوة بحيث تحتاج شرارة للقفز عبرها لإكمال الدائرة.

ثم تم توصيل كل من الأسلاك (ونهايات القطع) بأعمدة ليدن جرة مليئة بالكهرباء. سيسمح هذا للجهاز بإنتاج ثلاث شرارات ، من الناحية النظرية - واحدة في المنتصف وواحدة في كل طرف من طرفي السلك.

ثم تم تركيب مرآة صغيرة على طريقة عمل الساعة لتمكينها من الدوران بسرعة عالية. كان هذا لتمكين تشارلز من مراقبة الشرارات داخل المرآة المتحركة.

ثم تم ترتيب كل نقطة من نقاط السلك بطريقة إذا كانت الشرارات الناتجة فورية ، فيجب أن تكون انعكاساتها في المرآة على خط مستقيم واحد.

عند إجراء التجربة ، وجد أن الشرارة الوسطى تخلفت عن الشرعتين الأخريين.

يشير هذا إلى أنه حدث في وقت متأخر عن الاثنين الآخرين وأن الكهرباء بالفعل تنتقل بسرعة محددة.

كانت الخطوة التالية هي محاولة قياسها. تم اكتشاف ذلك عن طريق قياس مقدار التأخر ومقارنة ذلك بالسرعة المعروفة للمرآة.

التالي يحتاج Wheatstone ببساطة لمقارنة ذلك مع طول نصف السلك.

باستخدام هذه الطريقة قدر السرعة التي ستكون حوالي 288000 ميل في الثانية. هذا أسرع بكثير من سرعة الضوء المعروفة حاليًا ولكنه محاولة مثيرة للاهتمام في ذلك الوقت.

لماذا كان التلغراف مغير قواعد اللعبة

بعد فترة وجيزة من تشكيل شراكتهما الرسمية ، قدم الثنائي براءة اختراع لبرقية بخمس إبر.

تلغرافهم ، على الرغم من أن تصميم تشارلز ويتستون في المقام الأول كان يعتمد على المبدأ الكهرومغناطيسي وعمل عن طريق تمرير التيار عبر ملف من الأسلاك لإنتاج مجال مغناطيسي.

كانت كل إبرة ممغنطة بشكل دائم والتي تنحرف بعد ذلك بواسطة المجال المغناطيسي للملفات اعتمادًا على قطبية التيار المار. كان لكل إبرة سلك خاص بها ويمكن أن تتحرك بشكل مستقل عن جيرانها.

تم تثبيت الإبر على شاشة على شكل ماسة بها جميع أحرف الأبجدية باستثناء ستة منها. ثم يتم إرسال الرسائل من قبل المرسل مشيراً الإبر إلى الحروف المطلوبة.

من المثير للاهتمام على الرغم من أن كل رسالة تحتاج إلى أن يتم تصميمها بطريقة لتجنب الأحرف المفقودة ولا تزال منطقية بالنسبة للمستقبل.

تم "اختيار" الصفوف العليا والسفلى من الحروف باستخدام أزواج من الإبر. مع دوران كل زوج من الإبر معًا ، سيحتاج المشغل إلى تتبع مساراتهما وتحديد مكان تقاطعهما.

تم إجراء تجارب للجهاز الجديد في يوليو من نفس العام جنبًا إلى جنب مع خط سكة حديد جديد بين يوستون وكامدن. شارك روبرت ستيفنسون شخصياً في الاختبارات في نهاية الخط في كامدن.

أثبتت التجربة أن التكنولوجيا كانت تطبيقًا عمليًا لإرسال الرسائل من محطة إلى أخرى.

نجح ويتستون وكوك في إرسال رسالة عبر الأسلاك باستخدام الكهرباء ، وهو إنجاز مذهل حقًا في ذلك الوقت.

على الرغم من نجاحها الواضح ، لم يكن مديرو السكك الحديدية متأثرين بالتكنولوجيا الجديدة وطالبوا بإزالتها.

التلغراف يغير العالم

على الرغم من نجاحهم التجاري المبكر ، سيكون منافسًا عبر المحيط الأطلسي هو الذي سيفوز في النهاية.

سرعان ما سيكتسب جهاز Samual Morse التلغراف الهيمنة في جميع أنحاء العالم بعد أن تم تطويره بشكل مستقل في الولايات المتحدة في 1837.

أصبح جهاز مورس هو المعيار الفعلي لأوروبا في 1851. فقط المملكة المتحدة مع إمبراطوريتها الواسعة في الخارج حافظت على نظام Cooke و Wheatstone.

انتشر الرأي العام والاهتمام بالتلغراف بعد القبض على القاتل جون تاويل في 1845. جعله هذا أول شخص في التاريخ يتم القبض عليه بفضل تكنولوجيا الاتصالات.

مع انتشار شبكة التلغراف ، بدأت آثارها على الصناعات الأخرى في التوضيح. لطالما تم التعرف على التلغراف على أنه التكنولوجيا التي أحدثت ثورة في إنتاج الأخبار وتوزيعها خلال القرن ال 19.

في 1851 تم وضع كابل بين بريطانيا وأوروبا القارية.

ألهم هذا بول جوليوس رويتر بنقل وكالته الإخبارية من آخن إلى لندن. سيهيمن رويتر ، كما نعلم اليوم ، على الإمداد العالمي بذكاء التلغراف لبقية ذلك القرن.

تم البدء في مد الكابلات تحت المحيط الأطلسي في 1866 وكذلك إلى أجزاء أخرى من الكرة الأرضية.

سيؤدي هذا في النهاية إلى أن تصبح لندن مركز تصنيع الكابلات في العالم. وقد قيل أيضًا أن الشبكة المتنامية من الكابلات التلغرافية ساهمت في تعزيز الهيمنة البريطانية في التجارة العالمية.

نشأت صناعة جديدة تمامًا وفرت فرص عمل جديدة للنساء ككاتبات تلغراف. أدى ذلك إلى تغييرات طويلة الأمد في المجتمع أحدثت ثورة في حياة الملايين من الناس حول العالم.

إنهاء شركتي Cooke و Wheatstone

توترت الشراكة بين كوك وتشارلز ويتستون 1841.

نشأ خلاف بين الرجلين حول نصيبهما النسبي من شرف اختراع التلغراف.

كان التحكيم مطلوبًا لحل النزاع وتم تقديم السؤال إلى المهندس الشهير مارك إيسامبارد برونيل (والد إيسامبارد) والبروفيسور دانييل من كينجز كوليدج.

كان الأول أن يجادل لصالح Cooke ، والآخر لصالح Wheatstone.

كانت نتيجة التحكيم غير مرضية للطرفين.

لقد عقدوا العزم على تكريم Cooke لعمله في الترويج للتكنولوجيا ولكن ليس إنشاءها ، وبالنسبة إلى Wheatstone تقديرًا لعمله الرائع في إنشاء الجهاز فعليًا.

في ختامهم: -

"إنه من أجل العمل الموحد لرجلين مؤهلين جيدًا للمساعدة المتبادلة ، يجب أن نعزو التقدم السريع الذي حققه هذا الاختراع المهم خلال خمس سنوات منذ أن تم ربطهما."

بموجب هذا القرار ، أعلنوا بشكل فعال أن إبرة التلغراف كانت بالفعل إنتاجًا مشتركًا. لا يمكن لأي طرف المطالبة بملكية أكبر للتكنولوجيا.

يمكن مقارنة حصص كل منهما في التعهد بحصص المؤلف وناشره. على الرغم من هذا الخلاف وما تلاه ، ظل الاثنان شريكين.

سيركز Cooke على شؤون التسويق والأعمال بينما استمر Wheatstone في العبث بالتلغراف لسنوات عديدة قادمة.

طور تشارلز أول نوع من أنواعه العديدة من برقيات الاتصال الهاتفي في عام 1840.

في 1841 جاء التلغراف نوع الطباعة. ثم قدم نظام الإرسال والاستقبال الآلي. درس ويتستون أيضًا التلغراف البحري ، وجرب الخط الفعلي في 1844 في خليج سوانسي.

جسر ويتستون

من بين جميع الأجهزة التي اشتهر بها تشارلز ويتستون ، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن ليس من صنعه. تم اختراعه في البداية بواسطة Samual Hunter Christie in 1833 الذي نشره في المعاملات الفلسفية من نفس العام.

في 1843 لقد أعاد طريقة كريستي إلى دائرة الضوء بعد تجاهلها إلى حد كبير لمدة عقد.

قدم ورقة مهمة إلى الجمعية الملكية قدم فيها صيغًا بسيطة وعملية لحساب التيار والمقاومة وفقًا لقانون أوم.

قدم ويتستون أيضًا وحدة مقاومة على شكل قدم من الأسلاك النحاسية التي تزن حولها 6.5 جرام. وبهذا ، أظهر بنجاح كيف يمكن تطبيقه لقياس طول السلك من مقاومته.

لهذا العمل الرائد ، حصل على ميدالية من الجمعية الملكية.

ايضا في 1843، اخترع تشارلز قطعة من المعدات التي يمكن استخدامها لقراءة مقياس الحرارة للبارومتر على مسافة باستخدام التلامسات الكهربائية باستخدام الزئبق.

كما حصل كوك وويتستون على براءة اختراع تلغراف صوتي ، يتم فيه إعطاء الإشارات بضربات الجرس ، في مايو من ذلك العام.

تشارلز ويتستون في Playfair Cipher

كما أدار تشارلز ويتستون يده إلى الأصفار. كان أحد هذه الشفرات هو تشفير Playfair غير المعتاد الذي ابتكره 1854.

حصلت على اسمها من صديقه المقرب اللورد بلاي فير الذي روج له على نطاق واسع لأقرانه.

سيثبت التشفير أنه آمن للغاية وقد استخدمه العديد من الجيوش حتى الحرب العالمية الثانية.

كان نجاحها الطويل الأمد دليلاً على مقاومتها لتحليل التشفير وبراعة ويتستون.

على الرغم من هذه الأساليب تم ابتكارها في النهاية لكسرها وتم تقاعدها أخيرًا. تمت صياغة ويتستون أيضًا في تفسير المخطوطات المشفرة في المتحف البريطاني.

أدت تجربته في هذا المجال في النهاية إلى بناء آلة تشفير يمكنها تحويل الرسائل إلى شفرات. عندئذٍ يمكن تفسير هذه الشفرات فقط باستخدام آلة مقابلة لفك تشفيرها.

كان هذا التشفير عبارة عن تقنية تشفير يدوي متماثل كانت أول شفرة استبدال للرسم البياني في العالم.

تعمل تقنية Playfair عن طريق تشفير أزواج من الأحرف بدلاً من الأحرف المفردة كما هو الحال في شفرات الاستبدال الأكثر بساطة التي سبقتها.

جعل هذا التشفير للأزواج من الأحرف من الصعب للغاية كسره لأن تحليل التردد المستخدم لأصفار الاستبدال البسيطة لن يعمل ببساطة.

كان للشفرات أكثر من 600 بيغرام ممكن، بالمقارنة مع 26 حرفًا واحدًا ممكنًا في استبدال حرف واحد.

مع ظهور أجهزة التشفير الرقمي خلال الحرب العالمية الثانية ، توقف استخدام تشفير Playfair. يعتبر الآن غير آمن حيث يمكن لأجهزة الكمبيوتر الحديثة كسره بسهولة.

تشارلز ويتستون: الأيام الأخيرة والإرث

سيستمر تشارلز ويتستون في الالتحاق بكلية كينجز لأكثر من 40 سنة. لم يتقاعد رسميًا ولم يتوقف عن الحصول على راتب في وقت لاحق من حياته.

في 1875, بعد ما يقرب من عشر سنوات من وفاة زوجته ، كان تشارلز يستسلم لالتهاب الشعب الهوائية أثناء رحلته إلى باريس. كان قد سافر إلى باريس في خريف ذلك العام للمساعدة في تحسين جهاز استقبال الكابلات البحرية.

خلال هذا الوقت أصيب بالبرد مما أدى إلى التهاب رئتيه. توفي تشارلز ويتستون يوم 19 أكتوبر 1875.

أقيمت مراسم تأبين قصيرة في الكنيسة الأنجليكانية قبل إعادة رفاته إلى المملكة المتحدة لدفنها.

انضم إلى العديد من الزملاء الموقرين في مقبرة Kensal Green الشهيرة حيث دفن بالقرب من Isambard Kingdom Brunel.

على عكس قبر برونيل. من الصعب جدًا العثور على Wheatstone. كما أنه لم يتم صيانته على مر السنين. إذا كنت في أي وقت مضى في المنطقة وتريد أن تقدم احترامك لهذا الرجل العظيم ، يجب أن يثبت هذا الدليل أنه لا يقدر بثمن.

العديد من ممتلكاته ، ومكتبته الشخصية ، وأدوات عده 2000 قطعة أُعطيت إلى كلية King في وصيته.

كان تشارلز ويتستون أحد أكثر المخترعين والعلماء إنتاجًا في القرن التاسع عشر.

لا يزال العديد من إبداعاته مستخدمة حتى اليوم بشكل أو شكل ما. لقد مهد تطويره ، و Cooke ، للتلغراف ، في جزء صغير منه ، الطريق للاتصالات الحديثة مثل الهواتف المحمولة.


شاهد الفيديو: لحظة استقبال رئيسة وزراء بريطانيا تيريزا ماي لولي العهد السعودي محمد بن سلمان (قد 2022).