Wheatstone, Carlos

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Carlos Wheatstone
Sir Charles Wheatstone

Retrato (1868)
Fecha de nacimiento 6 de febrero de 1802( 06-02-1802 )
Lugar de nacimiento Gloucester
Fecha de muerte 19 de octubre de 1875 (73 años)( 19/10/1875 )
Un lugar de muerte París
País  Gran Bretaña
Esfera científica física
Lugar de trabajo
Conocido como autor de muchos inventos
Premios y premios Royal Medal (1840, 1843)
Baker Lecture (1843, 1852)
Albert Medal (Royal Society of Arts) (1867)
Copley Medal (1868)
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Sir Charles Wheatstone ( Ing.  Sir Charles Wheatstone ; 6 de febrero de 1802 , Gloucester , Gran Bretaña ; - 19 de octubre de 1875 , París , Francia ) - Físico inglés , autor de numerosos inventos.

Miembro de la Royal Society de Londres (1836) [1] , miembro extranjero de la Academia de Ciencias de París (1873; corresponsal desde 1842) [2] .

Biografía

Charles Wheatstone nació del zapatero William Wheatstone y Beata Wheatstone. 17 de marzo del mismo año, fue bautizado en la iglesia de Santa María de Lode (St. Mary de Lode) [3] .

En 1806 la familia se mudó a Londres, donde William Wheatstone comenzó a vender partituras e instrumentos musicales. También impartía clases de música, y entre sus alumnas se encontraba la princesa Carlota Augusta de Gales (1796-1817), que podría haberse convertido en reina de Inglaterra si no hubiera muerto al dar a luz.

Ya a los 4 años, Whiston fue a la escuela en Gloucester y sabía leer algunas líneas de la Biblia. Cuando llegó a Londres, fue a la escuela en Kennington (Kennington), que estaba a cargo de la Sra. Castlemaine (Castlemaine) [4] . En sus estudios logró un gran éxito, pero por su naturaleza era nervioso y tímido, y por lo tanto no era sociable. Una vez incluso comenzó a discutir con los maestros, alegando que enseñan mal, e incluso se escapó de la escuela, pero lo atraparon en una calle cercana.

En 1813 se trasladó a Vere Street School, que operaba bajo el sistema Lancaster, en el que los alumnos mayores enseñaban a los más jóvenes. En uno de los informes escolares, su diligencia fue calificada como "promedio", pero incluso allí hubo logros. Charles ganó una medalla de oro por su excelencia en el aprendizaje del francés y estaba programado para dar un discurso en su presentación. Pero se negó a hacerlo, a pesar de todas las persuasiones y amenazas, y por lo tanto perdió su medalla [5] . Además de francés, estudió latín y griego, y se destacó en matemáticas y física.

En 1816, el joven Charles fue enviado a trabajar con su tío, pero estaba enojado porque el joven siempre se encerraba en el ático, donde leía libros y no pensaba en nada en los negocios. Mi padre tuvo que llevarlo de vuelta. A la edad de 15 años, Charles leía poesía francesa y componía música. Pero estaba tan inseguro de sus habilidades que entregó las melodías que compuso a un músico profesional, quien las vendió al tío de Charles, y se imprimieron con un nombre falso [6] .

Charles gastó todo su dinero de bolsillo en libros, entre los que se encontraban los escritos de Chladni sobre la naturaleza del sonido. Charles podría usar sus pasatiempos en los negocios. Diseñó figuras de marionetas que representaban a músicos y las instaló en el escaparate de la tienda de su padre, y el empleado podía ponerlas en movimiento y representar todo el concierto. Se convirtieron en una atracción local en Gloucester y las acrobacias de Charles Wheatstone fueron un éxito en la zona durante mucho tiempo.

Charles Wheatstone construyó el acucriptófono (que en griego significa “escuchar un sonido oculto”), o la Lira Encantada, un instrumento que fue delirante en los periódicos de Londres en 1821. La lira estaba suspendida sobre el techo por un cable de cobre, que estaba conectado a los paneles de sonido del piano, arpa u otros instrumentos de cuerda tocados por los músicos [3] .

El siguiente número fue "Diafonikon", que transmitió sonido desde la habitación contigua. Estos y otros instrumentos eran muy populares, y la entrada a los conciertos de Wheatstone costaba cinco chelines, y no había límite para los que querían.

Cuando Charles Wheatstone cumplió 21 años, su tío murió y Charles tuvo que hacerse cargo del negocio familiar. En repetidas ocasiones tuvo que mudarse y abrir tiendas en diferentes partes de Londres, pero una reunión tuvo un impacto significativo en Charles.

Introducción a la ciencia

En 1822-1823, el científico danés Hans Christian Oersted viajó por Europa. Se familiarizó con los logros de la ciencia y la tecnología de diferentes países, pero él mismo dio conferencias públicas y realizó experimentos. En París, demostró al público experimentos con las figuras de Chladni , y en mayo de 1823 llegó a Londres. Allí fue a un concierto de Wheatstone y vio la Lira Encantada y otras atracciones, después de lo cual inmediatamente decidió familiarizarse con un joven ingenioso. No se sabe exactamente cómo se conocieron, pero en junio de 1823 ya se escribían.

Hans Oersted, en sus cartas, habló de sus experimentos con la transmisión del sonido y persuadió a Charles para que escribiera su primer trabajo científico. Se llevó este trabajo a París y el 30 de junio, los académicos franceses se familiarizaron con la investigación científica de Charles Wheatstone. En agosto de 1823, los lectores de Annals of Philosophy leyeron el artículo de Wheatstone "Nuevos experimentos con sonido". Después de eso, Charles no escribió artículos científicos durante mucho tiempo, lo que Oersted lamentó mucho y compartió su pesar con el astrónomo Sir John Herschel en el verano de 1825. Logró influir en Charles, y desde entonces Wheatstone ha compartido constantemente su trabajo científico con miembros de la Royal Institution . Allí se convirtió en director del laboratorio y participó constantemente en las reuniones del instituto, y Charles también trabajó en estrecha colaboración con Michael Faraday . Wheatstone no se convirtió en miembro de la Royal Institution hasta 1846, aunque estuvo constantemente involucrado en seminarios e investigaciones científicas.

El 15 de febrero de 1828, Michael Faraday dio una conferencia sobre "Resonancia" a la audiencia del Royal Institute. Se señaló en la prensa del instituto que Faraday señaló el hecho de que el honor de los descubrimientos en esta área pertenece a Wheatstone. El 9 de mayo de 1828, Faraday dio una conferencia sobre "Sobre la naturaleza del sonido y la música", y nuevamente los informes del Instituto señalaron que el material fue proporcionado por Wheatstone y presentado al público por Faraday [7] .

Después de que el creador de instrumentos musicales se convirtiera en científico, no abandonó sus estudios, sino que estos adquirieron un carácter ordenado y científico. En 1827, creó el caleidófono , que, según el inventor, era un divertido "juguete filosófico". El nombre fue tomado del caleidoscopio de Sir David Brewster , creado en 1817. Este dispositivo también producía figuras visuales, pero de una manera diferente.

Se instalaron varios postes sobre una plataforma fija. Las superficies reflectantes se ubicaron en la parte superior de los postes. El poste No. 1 tenía unos 30 cm de alto, 2-3 mm de diámetro y, al vibrar, producía figuras de Lissajous, que podían observarse cuando la luz se reflejaba en la parte superior del poste. El poste #2 tenía una plataforma con bisagras que podía sostener un objeto montado en él. Valió la pena golpear el poste número 4, ya que sus lados comenzaron a oscilar en diferentes direcciones y su parte superior describía una figura tridimensional. Charles Wheatstone diseñó este instrumento para visualizar las vibraciones de las cuerdas. Así, abordó la idea de la relación entre vibraciones mecánicas y sonoras.

Charles Wheatstone creó un instrumento para amplificar el sonido, al que llamó micrófono, aunque hoy en día es más probable que se llame el prototipo de un estetoscopio. Se trataba de dos placas de metal que cubrían las orejas, de las que salían unos alambres de unos 40 cm de largo, conectados entre sí. Charles sumergió los cables en un recipiente con líquido hirviendo y pudo escuchar mejor lo que sucedía dentro del recipiente. Se observó el mismo efecto si el extremo del alambre se aplicaba al recipiente.

En 1831, Charles Wheatstone publicó su artículo científico Sobre la transmisión de los sonidos de la música por conductores sólidos. En este artículo, reflexionó que si la humanidad pudiera encontrar al director adecuado, sería capaz de transmitir no solo música de una sala a otra, sino que las audiencias parlamentarias podrían transmitirse en toda Inglaterra e incluso en todo el mundo.

Los estudios científicos del sonido se acompañaron de búsquedas creativas, como resultado de lo cual apareció una sinfonía: un instrumento musical, una armónica diseñada por Charles Wheatstone. Solo se vendieron doscientos de estos instrumentos.

En 1829 patentó el instrumento musical concertina . Durante el siglo XIX, se vendieron más de 20 mil de ellos, y los músicos virtuosos se enamoraron de la concertina. Un conocido amante de la concertina fue el primer ministro británico Arthur Balfour , quien la tocaba maravillosamente en sus ratos libres de la política.

El padre de Charles Wheatstone a menudo tomaba estudiantes, pero su hijo no enseñaba, aunque hizo manuales sobre teoría musical, el más famoso de los cuales es el Cuadro armónico de Wheatstone.

Máquina de ondas de Wheatstone

Las ideas para una demostración visual de las oscilaciones de las ondas aparecieron en las cartas de Wheatstone a Herschel ya en 1825, pero la implementación del proyecto tomó algún tiempo. La primera información sobre la "máquina de ondas de Wheatstone" apareció en 1848 de los visitantes de su laboratorio. La máquina de olas era una caja con ranuras en la parte superior y los lados, en la que había varillas móviles. Tan pronto como las piezas de trabajo de varias formas pasaron a través de la caja, las varillas comenzaron a moverse y, gracias a esto, el disertante pudo demostrar las oscilaciones de las ondas, la polarización y la interferencia de las ondas. Este dispositivo era una ayuda visual codiciada por todos los profesores de física, y en Londres en la década de 1870 se vendía por 25 libras, y en París se podía comprar por 1000 francos, y no había fin para los que querían.

Estereoscopio

A partir de 1830, las notas de Charles Wheatstone sobre la fisiología de la visión comenzaron a aparecer en la revista de la Royal Institution, en las que presentaba al lector británico los logros europeos de la ciencia en esta área. Su primera nota se centró en los resultados del trabajo de Jan Evangelista Purkyne . En 1838 presentó a los académicos de la Real Academia de las Ciencias el estereoscopio , que con razón puede denominarse precursor de las gafas 3D y de la realidad virtual. Charles preparó un informe detallado en el que argumentaba que diferentes imágenes que caían en las retinas de diferentes ojos forman una sola imagen. Su dispositivo se basaba en ver las mitades de un par estéreo a través de espejos colocados frente a los ojos del observador en un ángulo de 45°. Los espejos formaban un ángulo recto entre sí y redirigían la luz de dos dibujos, que estaban fijados en paredes laterales opuestas del estereoscopio. Al igual que el estereoscopio de Elliot, el dispositivo es anterior a la invención de la fotografía y sirvió como una atracción que demostraba la capacidad de la visión binocular para percibir el volumen de imágenes dibujadas de manera adecuada.

Medición de la velocidad de la electricidad

Charles Wheatstone estaba interesado en la velocidad de la electricidad y la luz, y realizó varios experimentos para medirlas. Para medir la velocidad de una chispa eléctrica, construyó un dispositivo con un soporte móvil que hacía 50 revoluciones por segundo. La bola f estaba cerca del generador de electricidad y saltó una chispa entre ella y el conductor. Entonces la corriente pasó de la bola g a la bola h, y una chispa corrió entre estas bolas. Wheatstone sugirió que si la chispa se desviaba de una trayectoria recta durante la rotación, esto significaría que la velocidad de la chispa era menor que la velocidad de rotación de la parte móvil. Pero durante los experimentos, no se notó ninguna desviación. A partir de esto, Wheatstone concluyó que la velocidad de una chispa eléctrica es mucho más rápida que 1/1000 de segundo.

Para medir la velocidad de una corriente eléctrica, Charles diseñó un aparato en el que debían aparecer tres chispas en el conductor, que el observador podía ver en un espejo que giraba a una velocidad de 800 revoluciones por segundo (después de modificaciones y sincronizaciones, el velocidad disminuida a 600 revoluciones). Al observar los espacios en la aparición de chispas eléctricas en diferentes partes del circuito, Charles llegó a la conclusión de que la velocidad de la corriente eléctrica era de 288 000 millas/s (unos 461 000 km/s). [ocho]

Puntero telégrafo

William Cook intentó crear un telégrafo eléctrico, pero necesitaba la ayuda de la comunidad científica. Se acercó a Faraday para pedirle consejo, pero después de mantener correspondencia con él y otros expertos, se le aconsejó a William que se pusiera en contacto con Charles Wheatstone. En cartas a los miembros de la familia, Cook escribió que se refirió a él como "un profesor de química de la Universidad de Londres". Se equivocó con la materia y con la universidad, pero tuvo suerte con su compañero.

En marzo de 1837, Cooke y Wheatstone llegaron a un acuerdo para trabajar juntos en el campo de la telegrafía. Al principio, Cook le ofreció a Wheatstone 1/6 de los ingresos futuros, pero él quería la mitad. Luego se les ocurrió otra opción: Cook recibió el 10% de todos los ingresos de la empresa conjunta como pago por la gestión de la empresa, y el ingreso restante se dividió por la mitad, y Cook resolvió de forma independiente los términos de los contratos para tender líneas telegráficas.

En mayo de 1837 solicitaron la invención del telégrafo de cinco manos . El diseño era un aparato, cuyas flechas podían girar en dos direcciones y, por lo tanto, apuntar a un símbolo determinado. Se requerían 6 cables para transmitir y recibir datos.

El registro de la solicitud duró bastante tiempo y se completó solo el 12 de junio de 1837. Hasta 1852, las patentes no se publicaban oficialmente en Gran Bretaña, además, existían diferentes procedimientos en Inglaterra, Escocia, Gales e Irlanda. Había mucha gente que quería formalizar todos los derechos sobre el telégrafo eléctrico. Ya en la primavera de 1837, Edward Davy, que había oído hablar mucho de los experimentos de Wheatstone, intentó hacer esto. En el telégrafo de Davy, se requería un cable separado para transmitir cada letra, pero este hecho no le molestaba. En Escocia, William Alexander se opuso al telégrafo de Wheatstone y Cooke, pero la patente se presentó el 12 de diciembre de 1837 y en Irlanda se presentó el 23 de abril de 1838.

En junio de 1838, Samuel Morse llegó a Inglaterra para patentar allí su telégrafo. Pero publicó dibujos de su aparato en la revista British Mechanics' Magazine, y bajo la ley británica en ese momento estaba prohibido otorgar una patente para un diseño conocido. Entre otras cosas, tanto Wheatstone como Davy se opusieron a sus afirmaciones. Aunque sus intereses se contradecían, actuaron juntos contra el estadounidense. Es cierto que en 1840, Wheatstone y Cook recurrieron a Morse con una propuesta para promover su producto en Estados Unidos y le prometieron una participación en la empresa conjunta. Aunque se sintió halagado por la oferta, no estuvo de acuerdo y luego promovió el telégrafo de su propio diseño.

En julio de 1839 se instaló un telégrafo de cinco puntos en el ferrocarril entre Paddington y West Drayton. El contrato para la instalación fue adjudicado a Wheatstone and Cooke por el ingeniero jefe de la carretera, Isambard Brunel .

A pesar de todos sus méritos, este dispositivo tenía sus inconvenientes. La administración ferroviaria consideró que se tendrían que usar demasiados cables para que este dispositivo funcionara. Por lo tanto, el telégrafo de cinco interruptores fue reemplazado por dos interruptores, luego uno.

En el Reino Unido, el telégrafo se hizo muy popular después de que se usara para atrapar a un asesino que envenenó a su amante. Después de que John Tawell se deshiciera de su amante, tomó un boleto de tren a Londres. Tan pronto como la policía encontró el cuerpo, inmediatamente envió un telegrama desde Slough a la estación de Paddington . A su llegada a Londres, fue arrestado, y la historia de detectives que involucraba al telégrafo retumbaba por todo Londres [9] .

Índice alfabético

Cook fabricó telégrafos indicativos ya en 1836, pero necesitaba la ayuda de Wheatstone para transmitir mensajes a largas distancias y sincronizar los dispositivos. En enero de 1840, Cooke y Wheatstone desarrollaron un telégrafo, al que llamaron telégrafo de índice alfabético (puntero ABC) [10] .

Su diseño fue refinado muchas veces, pero también provocó discordia entre los compañeros. Ese mismo año, Cooke y Wheatstone recurrieron al arbitraje y la renegociación del contrato. La resolución de disputas continuó hasta abril de 1841, después de lo cual los socios de ayer cesaron el contacto entre sí. Tenían intereses comunes en el negocio del telégrafo, pero cada uno quería ocuparse de su propio negocio.

El Sr. Cook dejó de hacer telegrafía. Pronto adquirió varias patentes para dispositivos de cantera y compró varias canteras en Gales. Pero en este negocio perdió hasta lo que ganaba en el telégrafo. En 1854, Cook publicó un ensayo de diatriba titulado "El telégrafo eléctrico". ¿Fue inventado por el profesor Wheatstone?" [11] .

En 1858, Charles Wheatstone mejoró el diseño del telégrafo apuntador alfabético, y este dispositivo tuvo una gran demanda en Gran Bretaña.

Uno de los primeros pedidos fue la instalación de este tipo de telégrafos en las comisarías de Londres en 1860, tras lo cual el negocio empezó a tomar impulso. En 1861, Charles estableció Universal Private Telegraph Company. Cuando el gobierno británico comenzó a nacionalizar la industria del telégrafo en 1868, la empresa tenía más de 1700 máquinas en su red y poseía más de 2500 millas de líneas telegráficas [12] . Con el tiempo, el teléfono reemplazó al telégrafo, pero un telégrafo de índice alfabético de Wheatstone funcionó en el correo británico hasta 1950.

Cable submarino

Ya en 1844, Charles estaba experimentando con el tendido de un cable a lo largo del fondo de la bahía de Swansea. En 1858, después del fracaso del tendido de cables en el fondo del Océano Atlántico, el gobierno británico lo nombró miembro de una comisión para investigar el incidente y las perspectivas del tendido de cables submarinos. Su principal contribución fue el trabajo científico "Sobre las circunstancias que influyen en las descargas inductivas de los cables telegráficos submarinos" [13] .

Varios dispositivos

En 1843, propuso un dispositivo para medir la resistencia  : un puente de medición , también conocido como el "puente de Wheatstone" [14] . El principio de medición se basa en la compensación mutua de las resistencias de dos enlaces, uno de los cuales incluye la resistencia medida. Como indicador se suele utilizar un galvanómetro sensible , cuyas lecturas deben ser iguales a cero en el momento de equilibrio del puente.

Además, Wheatstone diseñó tres tipos de reóstatos para equilibrar el puente de forma rápida y cómoda . [quince]

En la década de 1850, intentó fabricar varias imprentas, pero no las patentó ni las comercializó, por lo que la Remington 1 fue la primera máquina de escribir comercialmente exitosa [16] .

En 1854 inventó el cifrado de bigrama , que, siendo una invención de Wheatstone, se conoció como el cifrado de Playfair .

Muerte

En octubre de 1875, Charles Wheatstone estaba en París. Allí esperaba asistir a las reuniones de la Academia de Ciencias y promover su diseño de telégrafo, pero murió repentinamente.

Notas

  1. ↑ Piedra de trigo; Señor; Carlos (1802-1875); Físico // Sitio web de la Royal Society of  London
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom begin par W Archivado el 6 de agosto de 2020 en Wayback Machine  (FR)
  3. ↑ 1 2 Ivánov Alejandro. Charles Wheatstone  // Museo de Historia del Teléfono. telhistory.ru - S. Primeros años . Archivado desde el original el 18 de agosto de 2021.
  4. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 5. - ISBN 0-85296-103-0 .
  5. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 6. - ISBN 0-85296-103-0 .
  6. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 7. - ISBN 0-85296-103-0 .
  7. ↑ Ivánov Alejandro. Charles Wheatstone // Museo de Historia del Teléfono. telhistory.ru - S. Familiaridad con la ciencia .
  8. ↑ Experimentos modernos muestran que la velocidad de propagación de la corriente eléctrica (la velocidad de propagación del frente de una onda electromagnética) es igual a la velocidad de la luz y es de unos 300.000 km/s.
  9. ↑ Huurdeman, Anton A. La historia mundial de las telecomunicaciones . - Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003. - pág  . 71 . — 638 pág. — ISBN 9780471205050 .
  10. ↑ Huurdeman, Anton A. La historia mundial de las telecomunicaciones . - Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003. - página  69 . — 638 pág. — ISBN 9780471205050 .
  11. ↑ Cooke, William Fothergill. El telégrafo eléctrico: ¿Fue inventado por el profesor Wheatstone? . — Londres, 1854.
  12. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 180. - ISBN 0-85296-103-0 .
  13. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 164. - ISBN 0-85296-103-0 .
  14. ↑ Wheatstone Bridge // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron  : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
  15. ↑ M. Gliozzi . Historia de la Física - M.: Mir, 1970. - S. 261.
  16. ↑ Bowers, Brian. Sir Charles Wheatstone. FRS. 1802-1875. - Londres: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - P. 179. - ISBN 0-85296-103-0 .

Literatura

Enlaces

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