亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)如何在1880年与Photophone一起开创了Li-Fi

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Anonim

在电话专利申请仅仅四年之后,发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)就已经在寻找改进其新技术的方法。具体来说,他想要无线。在功能上,电线限制了贝尔发明的使用:海上船舶的主要例子将从电话技术中受益匪浅,但显然它们不能通过电线连接在一起。贝尔着名地预言“当电报线像水或煤气一样铺设在房屋上的那一天即将到来”,但他并没有完全接受自己的愿景。他意识到被粗黑线网吞下的城市可能是丑陋的城市。

在他的蜜月期间,贝尔读到了科学家和发明家罗伯特萨宾的硒实验,这是一种新发现的材料,它可以对光线作出反应。在Sabine的实验中,他能够直观地测量光线撞击Selenium接收器的变化。贝尔理论认为,如果Selenium对光变化的反应足以物理测量反应,那么有可能将调制的太阳光照射到Selenium接收器中就可以产生音频效果;从理论上讲,他可以听到萨宾所看到的。

为了实现这一目标,贝尔必须像电一样调制声波。电话通过电报线发送的调制电流传输声音。然后,Selenium接收器将像电话接收器中的电线圈的光学版本一样,将调制后的光转换回声波。

果然,贝尔是绝对正确的。 1880年2月,贝尔只使用金属光栅和一个基本硒接收器的隔膜,作为助理Charles Sumner Tainter聆听 无伴奏合唱 的版本 Auld Lang Syne 他的耳机响起,透过一束阳光照射。

在接下来的几个月里,Bell和Tainter改进了光电管的设计,用一个薄而灵活的镜子取代了钢格栅,这种镜子可以从声波中弯曲和振动,改变光线,同时创造出更加集中的光束。从更远的距离接收当第一次测试在同一房间传输声音时,使用抛物面镜接收器的后续测试在第一次无线电传输之前19年就达到了约700英尺的距离。贝尔已经向全世界介绍了无线音频通信。

贝尔欣喜若狂。他相信,一旦技术赶上来,通过光线传输声音有一天会彻底改变通信世界。然而,尽管光学音乐在概念上是成功的,但贝尔 - 曾经是实用主义者 - 知道使他的发明在日常使用中变得实用所需的技术仍然是几代人。

依靠阳光传输声音的最大和最明显的问题是太阳不是经常可见的:夜间传输是不可能的,雨会关闭通信。光在远处漫射,这意味着没有高度集中的光束,即使在最佳条件下,对于光学仪器的范围也存在相当短且有限的限制。

还有这个:爱迪生刚刚发明了16瓦的灯泡。燃气灯仍然是常见的地方,即使可以用镜子和玻璃制造高度集中的人造光束,任何使用荧光笔的家庭都必须是一个字面的灯塔。贝尔将该光电话的专利卖给了国家贝尔电话公司,其中他的岳父和妻子是其主要股东(贝尔放弃了他对公司的兴趣作为结婚礼物)。贝尔自己退出了开发光电话的工作,但贝尔电话公司的其他工程师在接下来的几十年里继续改进这项技术。

在他去世前的一次采访中,贝尔宣称:“在所涉及的原则的重要性中,我认为这种发声器是我所做过的最伟大的发明;比起电话更大。“可以说,他再次说得对:光电话确实会改变世界的沟通方式,但不像贝尔所设想的那样。升级版的荧光笔成功应用于海上能力,特别是在第一次和第二次世界大战期间;事实证明,与无线电波不同,轻型电话几乎不可能拦截。在20世纪的第一部分,欧洲航运公司使用修改版的光电话作为无线电波中断情况的备份。

具有讽刺意味的是,电线一直是贝尔光电话难题的缺失成分。事实证明,传输高浓度调制光长距离的最有效方法是通过令人难以置信的长超薄玻璃线。贝尔无线原理最重要的表现形式是光纤,它用于传输全世界的电话,有线电视和互联网数据,使用与贝尔原始光电话相同的光电话原理。

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