GEBRUIKSAANWIJZING: daal in de linkse kolom neer tot helemaal onderaan,en klik met de muis op een hoofdstuk dat U interesseert.
Op de groene bladzijde die dan verschijnt,klik met de muis op de afbeelding bovenaan links.Dan kunt U een groot aantal schilderijen bekijken.Indien U niet zoudt uitkomen bij Uw keuze in de linkse kolom,daal dan in de hoofdkolom in het midden van de bladzijde naar beneden met de pijltjes uiterst rechts van het scherm,tot het gezochte gevonden is.
HOW TO USE THIS SITE : choose a chapter in the left column by clicking on it with the mouse.On the green page which appears.click with the mouse on the image in the left corner above.You will be able to view a great number of paintings.If you would not find immediately the chosen item,then scroll down on the main page until you encounter your preference.
Lee de Forest (1873-1961) Inleidende beschouwingen.
Strikt genomen , begint het tijdperk van de elektronica , in 1883 ,door
de uitvindingen van Edison . Zich inspannend om de koolstofgloeidraad
in zijn gloeilamp een langere levensduur te geven , sloot Edison dit
filament binnenin een metalen omhulsel ,dat achteraf de plaat of anode
zou worden in de diode van Fleming .Nog vóór Fleming ,had Edison
ontdekt , dat wanneer er een positieve potentiaal werd toegepast op de
plaat , en de negatieve pool van de batterij verbonden werd met de
gloeidraad , er stroom vloeide doorheen deze keten , maar niet meer
,wanneer men deze polariteiten omkeerde. Maar verder deed Edison niets
met de ontdekking van dit verschijnsel , "Edison-effect " genoemd , dat
hij wel neerlegde in een patent .Verder had hij het te druk met andere
ontwikkelingen op elektriciteitsgebied ,om zich nog verder in zijn
"effect" te verdiepen.
Lee de Forest.
Hier : Lee portret = collage van 4 fotos
Lee de Forest werd geboren in Council Bluffs ( Iowa/USA) op 26 augustus
1873 . Zijn moeder , Anna Margaret Robbins , was de dochter van een
Minister (zo genoemd: in feite een pastoor, hoog in aanzien) .
Toen hij nog maar zes jaar oud was , werd zijn vader , Henry Swift de
Forest , van oorsprong een Hugenoot , benoemd tot direkteur
van een school voor zwarten in Talladega , Alabama . Deze school werd
toentertijd genoemd "Vereniging van Amerikaanse missionarissen die
jonge negers opleiden tot geestelijke ".De ganse familie verhuisde naar
Alabama .Daar groeide Lee op ,oorspronkelijk door zijn vader
voorbestemd om dominee te worden ,zoals zijn grootvader.
De Secessie-oorlog was nog maar juist voorbij ,en het feit dat
vader deForest zich met "negers" bezighield was niet van die aard
om de sympathie te winnen van grote delen van de Alabama-bevolking.Op
school was ook Lee helemaal niet geliefd bij zijn medeleerlingen ,omdat
hij altijd op een goed blaadje wilde staan bij zijn leraars , en alles
deed opdat ze hem zouden loven en waarderen .Dit is een karaktertrek
die hem zijn gehele leven zou bijblijven . Hij voelde zich " beter dan
alle anderen",en daardoor werd hij weldra zonder vrienden "de
eenzaamste leerling van Alabama ".Hij stelde vroeg belangstelling in de
wetenschappen en vertelde later aan iedereen die het wilde horen,dat
hij zijn eerste dollar had verdiend ,door het opnieuw verzilveren
van de vorken en lepels van het keuken-couvert van een buurman . Op
13-jarige leeftijd bouwde hij als vervolg op deze ervaring , een
apparaat om grotere voorwerpen te verzilveren. Tegelijkertijd ontwierp
hij een stoom-locomotief , veel groter dan een speelgoed-trein , en een
fornuis met blaasbalg , om er metalen mee te smelten op hoge
temperatuur.
Lee mocht aan de Yale universiteit studeren voor werktuigkundig
ingenieur , en hij verwierf dit diploma in 1896.In 1897 werd hij
verplicht als soldaat zijn militaire dienst te vervullen,tijdens de
Spaans-Amerikaanse oorlog .In 1898 behaalde hij een doctoraat (Ph.D.)
met een proefschrift over de weerkaatsing van de electromagnetische
(Hertze) golven , die de uiteinden verlieten van evenwijdig gespannen
metalen draden .Dit onderwerp hield verband met de draadloze
radio-telegrafie ,een onderwerp waarvoor hij reeds vanin zijn jeugd
begeesterd was . Reeds op 16-jarige leeftijd had deForest aangekondigd
dat hij uitvinder wou worden . Deze ambitie groeide nog na het verlaten
van de universiteit , en weldra verwierf hij als uitvinder , faam en
fortuin ,met Nikola Tesla als zijn idiool.Hij heeft ook steeds gezegd
dat Marconi en Edison ,voor hem een bron van inspiratie waren .
Lee de Forest verwierf als uitvinder ,180 patenten op zijn naam .Zijn hoop op een Nobelprijs ging echter nooit in vervulling .
Wel heeft na de tweede wereldoorlog,de toenmalige president van de VSA
,Dwight D. Eisenhower,hem ter gelegenheid van de vijftigste verjaardig
van de uitvinding van de triode, warme persoonlijke groeten gestuurd.Ze
luidden : "door U als uitvinder ,zijn de moderne radio , televisie en
radar , werkelijkheid geworden .Moge je nog vele jaren voor de boeg
hebben ,om de vruchten van Uw werk en arbeid te plukken en er
voldoening aan te beleven ".
Hier figuur 1956
Loopbaan.
Als afgestudeerde van de Yale universiteit,kreeg Lee een baan bij
Western Electric in Chicago ,met een aanvangswedde van 8 dollars per
week.Het werk lag eigenlijk niet in de lijn van zijn universitair
doctoraat,want hij moest opzoekingswerk verrichten op dynamo s .
Omdat hij niet veel verdiende ,en hij zijn huishuur moest betalen
in Chicago waarnaar hij verhuisd was , probeerde hij wat geld bij te
verdienen met de vertaling van technische artikels. Daarmee richtte hij
thuis een klein laboratorium in , en om de kosten van het dagelijks
leven te kunnen betalen kocht hij geen kleren en geen schoenen meer ,
en liep er steeds verwaarloosd bij.Een professor van het "Armor
Institute of Technology " was dit te weten gekomen en bood hem
aan ,drie uren les te geven aan dat instituut ,waarvoor hij dan de
ganse week mocht beschikken over het laboratorium van deze
inrichting.
Omdat het hem niet beviel voor anderen te moeten werken,en omdat de
radio-telegrafie hem boeide ,wou Lee een eigen radio-systeem ontwerpen
dat losstond van de patenten die Marconi verworven had .Hij wou
daarvoor een eigen bedrijf stichten ,maar had daarvoor in feite niet de
nodige commerciële basis-opleiding .Bij Western-Electric vond zijn
streven naar nieuwe radio-ontwikkelingen geen weerklank , en zijn
oversten zegden " Luister eens , deForest ,nooit zult ge een
goede telefoon-ingenieur worden ,want gij lijkt er niet geschikt voor.U
kunt beter opstappen , en doe dan maar uw eigen goesting , en
alles wat u belieft , maar dan niet meer op onze kosten ". Lee
nam deze belediging letterlijk.Zijn volgende werkgever had een
radio-telegraaf ontworpen en daarom voelde Lee zich daar beter thuis .
De Wall-Street- financier Smythe die wel wat in hem zag , financierde
hem , en in 1900 nam deForest een patent op een nieuwe hoogfrekwent
detector die hij de "responder" noemde .Dit was een elektronische
detector ,een soort relais waarin zeer kleine hoogfrekwente stromen
,een veel groter vermogen kontroleerden,afkomstig van een plaatselijke
bron. De responder was het deForest s eerste patent .Hij hoopte
daarmee enkele Marconi-patenten te omzeilen .Hij startte een eigen
bedrijfje met een genaamde Freeman als vennoot ,maar toen ze voor de
Marconi Company een schip-naar-kust verbinding moesten verzorgen ,bleek
hun zender niet verder te reiken dan 4 kilometers.
Na deze mislukking hielp (opnieuw) Smythe , hem een nieuw bedrijf te
starten : " deForest Wireless Telegraph Company", alweer met Freeman .
In 1903 kreeg hij van een groot dagblad de opdracht een
telegrafie-bureau te installeren ,hetgeen een snelle overseining van
het nieuws mogelijk maakte. In Engeland mocht hij om dezelfde reden een
radiodienst oprichten om beter verslag te kunnen uitbrengen over de
Russisch-Japanse oorlog .Ook konden Lee en Freeman hun
produkten verkopen aan het Amerikaans leger en de zeemacht,en ze
verdienden goed geld aan de bouw van een radio -verbinding tussen
Costa-Rica en Panama .
hier figuur 1904 en 1904a
Men schat dat deForest aldus op 30-jarige leeftijd ,reeds een
kapitaal had opgebouwd van 1 miljoen dollars .Nog 90 andere
verbindingen stonden op het programma,maar deForest kon de problemen
niet aan en verkocht het bedrijf in 1907 . Met dat geld richtte hij
de " deForest Radio Telephone Company " op ,met een startkapitaal
van 2 miljoen dollars . Ondanks aankopen door de Zeemacht ,
reklame-uitzendingen in 1908 vanop de Eiffeltoren in Parijs , en het
uitzenden van de Caruso Opera in januari 1910 , ging het bedrijf
failliet in 1911.
Tot overmaat van ramp werden in mei 1912 , twee medewerkers van
deForest , opgesloten in de gevangenis , wegens frauduleuze reklame
-praktijken .
De triode.
In 1849 had W.R. Grove , ge-experimenteerd met twee in een glazen buis
ingesloten platina-electroden,die verhit werden , terwijl hij een
hoeveelheid gas doorheen de buis joeg.Hij wou met deze proef de
elektrische geleidbaarheid van verschillende soorten gassen meten .In
1853 vond de Fransman Becquerel ,dat in een dergelijke opstelling ,een
elektrische stroom beter geleidt in de ene zin door het gas in de buis
,dan in de andere zin. De Duitser Wehnelt ontdekte in 1902 dat bepaalde
alkalische oxiden , electronen konden uitzenden wanneer ze verhit
werden.( cfr. ook : de "wehnelt" in de latere kathodestraalbuizen) .
Verder bordurend op deze opzoekingen ,was Lee deForest er van
overtuigd ,dat twee metalen elektroden ,verhit in een
bunsen-brander,konden gebruikt worden als radio-detector.Hij speelde
met het idee van een " lichtboog-detector ".Hij onderzocht de
invloed van een hete vlam op twee platina-electroden. Ze werden
in de antennekring van een radio-ontvanger (voor zover men daarover
reeds kon spreken) geplaatst.Eén der plaatjes was bedekt met een stukje
chloorkalk. Parallel met deze kring schakelde hij een stroombron
of een "B" (= booster-) batterij ,in serie met een
hoofdtelefoon.Hij stelde een gelijkrichting vast , en een geringe
versterking. Hij besefte echter snel , dat het gebruik van een vlam,een
praktische uitvoering van deze schakeling in de weg stond
.
Figuur Vlam met daarnaast
fig. Vlam1
Nadat Fleming in 1904 de diode had uitgevonden,dacht De Forest ,dat
binnenin een glazen omhulsel , een geïoniseerd gas moest ingesloten
worden om de werking van de diode te verbeteren .Hij dacht daarbij ,dat
een voldoende grote hoogfrekwente spanning , de gasontlading in gang
zou zetten,zodat het systeem dan zou werken als een detector ,op
dezelfde wijze als de gekende Branly coherer,waarvan de weerstand zeer
sterk veranderde op het ogenblik dat er aanstotende electromagnetische
golven op vielen. O.W.Richardson had echter reeds in 1903 verklaard
,dat een gasontlading in een twee-electroden-opstelling ,niet nodig was
,wegens de thermionische emissie door de gloeidraad in een diode.Koppig
als hij was , hield De Forest vol , dat hij toch een gasontlading wou
veroorzaken in een diode , door een derde electrode aan te brengen
binnen het glasomhulsel , die de gasontlading in gang zou zetten of
"triggeren".Hij wou daartoe een ingangsspanning toepassen tussen deze
nieuwe electrode en de gloeidraad .
Het plaatsen van hetgeen later een stuurrooster zou genoemd worden ,
binnenin de lamp , verliep in stappen.Eerst had De Forest een stuk
zilverpapier rond de diodelamp gewikkeld , en probeerde daarmee
de electronenstroom te sturen.Daarna plaatste hij binnenin de lamp
,tegenover de gloeidraad , een tweede plaat ,rechttegenover de reeds
bestaande anode :
Figuur
begin
Vervolgens zocht hij de beste plaats voor dat nieuw element , en kwam
tot het besluit dat deze electrode het best zou opgesteld worden in de
electronenstroom tussen de gloeidraad en de oorspronkelijke anode ,maar
dan wel in geperforeerde vorm , dus voorzien van gaatjes , om ,zoals
hij zei : " de ionen door te laten en te kontroleren ". Hij nam kontakt
op met een lampen-vervaardiger ,een genaamde mijnheer Condless , die
deze derde electrode uitvoerde onder de vorm van een in zigzag-vorm
gewikkelde metalen draad ,met een totale oppervlakte van 15 vierkante
centimeters . De eerste aldus vervaardigde triode-lampen sneuvelden
reeds na 3 minuten , maar dit was lang genoeg om aan te tonen ,dat een
geheel nieuwe , revolutionaire buis was tot stand gekomen ,die
als veel gevoeliger hoogfrekwent -detector kon dienen , dan de
Fleming-diode en de kristal-detectoren.Deze buis was geen eenvoudige
gelijkrichter meer ,maar een demodulator (begrip dat toen nog niet
bestond) voor radiogolven.Candless zou er in de periode tussen 1907 en
1913 , meer dan 800 exemplaren van verkopen aan allerlei
experimenteerders en radio-amateurs.
Hier
figuur vroeg met daarnaast figuur 1906
Toen bleek dat de nieuwe buis , eerst "audion" en later "triode"
genoemd , interessante eigenschappen vertoonde,ook zonder gasvulling
,groeide de aandacht daarvoor , zelfs door David Sarnov ,eerst
medewerker , daarna direkteur van RCA (Radio-Corporation of
America). Sarnov (1891-1971) was geboren in Rusland .In 1900
waren zijn ouders geëmigreerd naar de Verenigde Staten en daar was hun
zoon kranten beginnen verkopen in de straten van New York . Op
15-jarige leeftijd bracht hij het tot telegrafist in een
postkantoor.Met het verdiende geld begon hij elektriciteit te studeren
en hij zou zich later ontpoppen tot elektronen-buis specialist in een
"vacuum tube department " en "sound-engineer ", en na de opkomst van de
halfgeleiders , als " solid state physicist " in de
elektronica-afdeling van het sterkstroom-bedrijf General Electric . In
1931 zou hij daar meehelpen aan het bouwen van radio-ontvangers met
trioden. Van 1946 tot 1948 was hij vice-president van RCA en in 1960
werd hij General Manager van dit bedrijf ,dat in 1986 zou opgekocht
worden door General Electric (G.E.) .
Hier foto Sarnoff1 en daarnaast gedenkplaat
De Forest had voortdurend op zijn hoede moeten zijn , om geen inbreuk
te maken op het Fleming patent dat in het bezit was van de Marconi
Company . Fleming had trouwens vanaf de bekendmaking van de uitvinding
door De Forest , de uitvinding van deze laatste aangevochten onder het
motto " deze charlatan is een plagiaat-pleger, en een bedrieger " . Hij
verloor echter het proces voor de Rechtbank . De Forest zei : "deze man
probeert mij de uitvinding van de eerste interessante vacuum-buis af te
nemen , en op zijn naam te doen plaatsen . Als dat niet overdreven is "
. Wij moeten toegeven dat beiden zeer verdienstelijken
waren ,waaraan de gehele audio-visuele -en telecommunicatie
-wereld bijna alles te danken heeft , en die beiden op hoge
leeftijd ,als pioniers de geschiedenis zijn ingegaan.
Hier figuur buizen
De versterking , een geheel nieuw verschijnsel.
De triode werd in 1906 uitgevonden (octrooi aangevraagd in oktober
1906) en gepatenteerd op 15 januari 1907 (U.S. patent 841387,toegekend
voor het "device for amplifying feeble electric currents "). De Forest
voegde er nog aan toe ,dat "de uitgangsstroom wordt gekontroleerd door
een electrode die zelf geen merkbare stroom trekt ".
Hier fig original met daarnaast 1907patent
Een ander patent " deForest Nr 879532 , een jaar later neergelegd ,
toont de sturende electrode in de vorm van een rooster tussen de
kathode en de plaat . Dit patent beschrijft de schakeling echter
slechts als een detector . De vroege geschiedenis van de
elektronenbuis-versterker zit dus vol verrassingen en onduidelijkheden.
Merkwaardig genoeg , publiceerde Ambrose Fleming , de grote
tegenstander van Lee , op het einde van 1907 , een foto van het
deForest audion ,met de volgende korte beschrijving : " deForest
oorspronkelijke audion-lamp uit begin 1907.
De volledige hoogte van de lamp,de basis waarin ze vastgeschroefd wordt inbegrepen , bedraagt 3,75 duim " .
hier figuur 1907 met daarnaast of
daaronder figuur 1908 brevet en figuur audio 1 of audion2
of audion3 naar keuze voor
beste afdrukresultaat .
Op 22 januari 1908 werd de triode in Frankrijk gebreveteerd onder de
benaming " triode-detector-en versterker van Lee de Forest , brevet
386.426 ".
Dat deForest in die periode de triode had uitgevonden,werd in die tijd
door niemand gewaardeerd . Men noemde ze "een waardeloos ding , dat
bovendien voor minstens de helft was afgekeken van Reginald Fessenden
,die daarop reeds een patent genomen had ". Ze
werd aanvankelijk beschouwd als een ander soort hoogfrekwent detector
dan de kristal-detector,en de diode van Fleming , en niet meer of niet
minder.
Op 30 oktober 1912 gaf De Forest in de Western Electric Co. Labs te New
York ,samen met zijn vriend John Stone ,een demonstratie over zijn
audion . Hij deed het zelfde , eveneens in 1912 , voor de toenmalige
Bell Telephone Labs . In 1912 werkte Lee , zijn "cascade -idee " uit ,
hetgeen inhield dat hij verschillende trioden in serie boven elkaar
plaatste ,en de ganse reeks met een hogere kathode-anode-spanning
voedde. Bij een andere opstelling koppelde hij de
uitgangswisselspanning van een vorige triode , aan de
stuurrooster-kathode ruimte van de volgende triode via een
transformator ,enz. tot hij een grote versterking bereikt had van de
ingangs-wisselspanning van de eerste buis .Een dergelijke
versterkers-keten bleek essentieel te zijn voor lange
afstands-communicatie op telefoonlijnen .
De Forest deed verder niets met zijn "audion" , en concentreerde
zijn inspanningen op radio-telefonie. Hij was inderdaad in de
jaarwisseling van 1909 tot 1910 benoemd tot hoofd van de "Radio
Telephone Company" in New York .
hier figuren 1910Opera en 1913 naast elkaar
Het is slechts nadat opzoekingen vanuit de industrie in 1912 en 1913
aantoonden dat de triode ook kon gebruikt worden als versterker en
oscillator,dat ze opgang maakte .Zodra de industriële produktie van de
triode aanving , volgden de brevetten elkaar op ,zoals een brevet ,in
1912 neergelegd door Western Electric , het engels brevet 1.113.149 van
25 oktober 1913, het frans brevet 467.747 van 27 januari 1914 (dus op
het einde van de eerste wereldoorlog) overgenomen door het Deutsche
Gesellschaft für drahtlose Telegrafie mbH .
Hier figuur 1914 brevet met daar naast figuur eerste
Aanvankelijk had de triode een zo geringe versterking ,dat ze slechts
weinig verschilde van de diode.De versterking vergrootte echter
merkelijk toen 5 jaar na 1906 , Edwin Howard Armstrong een
regeneratieve-of terugkoppelings-schakeling uitwerkte.De positieve
terugkoppeling maakte het mogelijk een gevoelige ontvanger voor
radio-golven te bouwen ,alsook een niet-mechanische signaalgenerator
voor telegrafie-signalen.De hoogfrekwente spanning werd in faze
teruggekoppeld van de anodekring naar de roosterketen van de
triode,waardoor haar versterking enorm toenam,en Armstrong er zelfs een
oscillator mee kon maken (patent van 22 september 1912 , ook neergelegd
in Engeland ).
Alhoewel Edwin Armstrong de uitvinder was van deze eerste oscillator
met triode , en van de positieve terugkoppeling ,eiste De Forest , dat
de patenten daarvan op zijn naam zouden overgeschreven worden ,een zaak
die hij in hogere aanleg won voor de Rechtbank ,en die hij met de steun
en de hulp van de machtige AT&T in 1917 nog eens extra liet
bevestigen door de Rechtbank , dit tot groot ongenoegen van
alle radio-ingenieurs in Amerika , die terecht vonden dat Armstrong
zeer groot onrecht was aangedaan. Slechts in het begin van de eerste
wereldoorlog 1914-1917 ,kwam op de deuren van de radio-cabines op de
Amerikaanse schepen , de benaming "radio" voor . In het nu nog steeds
zeer conservatieve Engeland , bleef men tegen alles in , het woord
"wireless" gebruiken.
De gerechtszaak tegen Armstrong had de Forest veel geld gekost ,
omdat ze door de traagheid van het gerecht aansleepte van 1914 tot 1917
met nog in-beroep-procedures tot in 1934 . De Forest verloor er al zijn
(weinige) vrienden door ,die er hem van beschuldigden ,reeds
gedurende vorige jaren , op een oneerlijke manier ,de originele
ideeen van anderen gestolen te hebben ,om ze dan voor te stellen als
nieuwe uitvindingen , zoals hij reeds in 1902 gedaan had met de
"electrolytische detector " die hij gezien had tijdens een bezoek aan
het atelier van de uitvinder Reginald Fessenden. (zie Fessenden
hierboven onder : "de versterking,een geheel nieuw verschijnsel ".)
Om al de gerechtskosten te kunnen betalen , verkocht de Forest een
riante villa die hij gebouwd had op de oever van de Hudson rivier in
New-York . Armstrong was zodanig teleurgesteld door het verlies van het
proces , dat hij er nog twintig jaar onder leed ,en tenslotte zelfmoord
pleegde in 1954 .
Hier figuren 1916 of 1916a met daarnaast figuur vroeg1
Na Armstrong werden andere veel gebruikte oscillatoren ontwikkeld (de
Colpitts en de Hartley oscillator bv.) door E.H. Colpitts die
werkte bij de Bell Labs en L.Hartley ,tewerkgesteld bij
Summit . P.H.Pierce had reeds op 16 november 1912 ,nadat hij Edwin
Armstrongs oscillator had bestudeerd , de kristal-oscillator
uitgevonden. Ondertussen had Lee de Forest als eerste in de
radio-geschiedenis "honingraat "-spoelen gemaakt met Litze-draad ,
spoelen met grote zelfinductie en geringe eigen-kapaciteit , die ook
konden gebruikt worden als gekoppeld spoelenpaar in
terugkoppel-schakelingen .
In 1916 deed Lee mee aan de verkiezingscampagne in de strijd tussen
Wilson en Hughes. Hij zond daarbij uit met een radio-zender die
geïnstalleerd was op High Bridge te New York .In 1920 deed hij
hetzelfde met de zender KDKA en WWJ ( the Detroit- News-station)
. En in 1920 mocht Lee een andere versie van zijn zenders opbouwen in
een radio-station te San Francisco .
Hier figuur 1919 ,1920 ,1920tijdens radio-uitzendingen en
lee de forest
(=1929)
naast of onder elkaar
Lee de Forest werd op 8 januari 1930 verkozen tot president-voorzitter van de IRE (Institution of Radio-Engineers).
In 1932 ,zou Harry Nyquist van de Bell Telephone een verder
gevorderde theorie over de terugkoppeling (feedback) ontwikkelen , die
ruime navolging vond (met Nijquist diagrammas).
Hier figuur 1920a met daarnaast figuur 1930
Verdere ontwikkelingen.
Dat de triode kon versterken ,was van grote betekenis voor de telefonie ,
waarvan de lijnen en kabels slechts telefoongesprekken ( cfr. Graham
Bell , uitvinder van de telefoon) konden overbrengen over een beperkte
afstand , en daarna verzwakt , gedempt en onverstaanbaar werden .
AT&T (American Telephone and Telegraph Company) kocht van
deForest , voor 50000 dollars alle rechten op voor het gebruik van de
triode in radio-telegrafie,in repeaters en in radio-telefonie (voor
deze laatste rechten kreeg De Forest nog eens 250000 dollars).Ook
Western Electric sprong op de triode-kar en bracht in 1915 een
triode HF- versterker uit voor radio-uitzendingen over lange
afstand.Western Electric bracht tegelijkertijd twee laagvermogen
ontvangst - trioden uit .Tijdens het vervaardigingsproces werd de anode
, die twee uitwendige aansluitingen had ,elektrisch opgewarmd gedurende
het luchtledig pompen ,zodat door de warmte ,de gassen
verdreven werden en een beter vacuum bereikt werd. Voor toepassingen in
zenders ,plaatste men soms 18 buizen in parallel teneinde een groter
vermogen te bereiken .
figuren demonstratie en verscheidene en various naast elkaar of onder elkaar .
Met de triode-technologie werd op 18 oktober 1913 de eerste
telefoon-repeater geïnstalleerd tussen Baltimore en New York. De eerste
trans-oceanische radio-telefonie kwam in juli 1914 tot stand ,
"transcontinentale telefonie " genoemd .
De eerste telefoonlijn tussen New York en San Francisco werd geopend op
15 januari 1915. Er werd daarbij gebruik gemaakt van deForest s audion
als eerste grootschalige toepassing van de electronika.
Hier figuren naast of onder elkaar 1916c ,1916d
Wanneer de triode van deForest als detector gebruikt werd , werkte ze met 22,5 volt batterijen , en ze kostte 18 dollars.
Aan diverse toepassingen van het gebruik van de triode ,werden
verbeteringen aangebracht door Irving Langmuir van General Electric en
Ph.D. Herald Arnold van Western Electric . Deze laatste had in november
1912 , in alle toepassingen van de triode , de blocking-kondensator
laten verwijderen die Lee deForest voor sommige schakelingen had
aangebracht tussen het stuurrooster en de kathode.Een veel betere
werking van de versterker was daarvan het gevolg .Arnold had reeds
daarvoor opgemerkt , dat een eventuele gasvulling van de triode
(oorspronkelijk idee van Lee ) er de werking alleen maar kon van
verslechten .Hij had tijdens de werking van de triode, een blauwe
schijn van een gas-ionisatie opgemerkt ,en was daar niet gelukkig over
.Hij toonde de juistheid van zijn opvatting aan , door de triode extra
goed leeg te pompen met een vacuum pomp die hij daarvoor speciaal uit
Duitsland had laten overkomen ,en er bijkomend , een
"getter" in aan te brengen.Dit was een nieuw idee van hem , om de
laatste restjes gas en lucht binnen het glazen omhulsel te laten
opslorpen door een stof die tenslotte als een glanzende
metaalfilm neersloeg op de binnenkant van de glazen ballon. Een veel
betere triode was het gevolg van zijn ingrepen .
De meeste volwaardige triode-buizen ,werden gefabriceerd tussen 1950 en
1960. Als uitzondering geldt de 300B -triode , die reeds in 1935 op de
markt gebracht werd door Western Electric.
Hier figuur 1920a met daarnaast figuur koptelefoon
Tot besluit : het privé-en huwelijksleven , en Lees latere jaren.
1)Lee was een grote opera-liefhebber,maar bovendien een gedreven
schrijver .Vooral in het begin van zijn wetenschappelijke loopbaan
schreef hij veel geïllustreerde poëzie zoals "Moonlight on the Hudson
",maar ook honderden brieven naar zakenlui,naar de uitgevers van
populaire tijdschriften aan wie hij technische artikels zond over
de beginnende elektronica,zoals ook wetenschappelijke artikels naar
wetenschappelijke tijdschriften ,persoonlijke brieven (vooral naar het
andere geslacht ), film-scripts , en hij hield een dagboek bij. In 1950
publiceerde hij een auto-biografie , getiteld : "De vader van de Radio
".
De meeste van deze schrijvens en publicaties kan men vandaag bekijken
in het Perham Foundation Electronics History Museum .
Hier figuur boeken over Lee
2) Lee was niet alleen opera-liefhebber,maar ook muziekliefhebber.Hij
schreef naar wie het wilde lezen , dat de radio-telefonie , en
de radio-omroep uitstekende middelen waren , om muzikale ontspanning
binnen te brengen bij de families thuis en muziek daar te leren
waarderen.
In 1907 zette hij deze ideeën kracht bij door de stichting en
oprichting van de " deForest Radio-Telephone Company " . Hij
schreef daarover : " weldra zal het mogelijk zijn , op grote schaal
naar opera-muziek te luisteren ,verspreid door radio-zenders , die door
mijn Radio-Company zullen kunnen geplaatst worden in het Metropolitan
Opera House ,en op de hoogste verdieping van andere culturele plaatsen
,met een antenne op het dak daarvan . Hetzelfde geldt voor andere
steden dan New York , waar men niet alleen naar gewone muziek , maar
ook naar kerkmuziek en voor de microfoon gegeven voordrachten zal
kunnen luisteren ". In 1910 zond hij vanuit de Metropolitan Opera
,het rechtstreeks opgenomen opera-gezang uit van Enrico Caruso ,
teneinde dit audio-medium te populariseren.
Hier figuur 1921 met daarnaast of daaronder 1915 piano
3)Lee was viermaal getrouwd. Dat hij deze toestand met zijn
uitvindingen kon kombineren , was volgens zijn omgeving te danken aan
het feit dat hij een " gezonde , sterke, robuuste man " was .De vraag
kan gesteld worden , waarom een vrouw ervoor kiest ,mee te
gaan met een man die dag en nacht werkt als industrieel en free-lance
werker , met nadenken ,vorsen en experimenteren bezig is,en die zelfs
meerdere huwelijken achter de rug kan hebben.Het eerste huwelijk vond
plaats in 1906 en de gelukkige (?) heette Lucille Sheardown.Dit
huwelijk eindigde in een scheiding na minder dan een jaar. De tweede
verbintenis kwam er in 1907 met als bruid Nora Blatch , die notabene de
schoondochter was van een gekende voorvechtster van meer rechten voor
de vrouwen:Elisabeth Cady Stanton . Lee verwekte een kind bij Nora
,die ingenieur was , en zich door de overname van de ideeen van
Cady Stanton tot vrijgevochten vrouw verklaarde. Ze zei : als ingenieur
kan en wil ik niet leven in de schaduw van een andere ingenieur ,al is
het mijn echtgenoot Lee .In 1911 gescheidden ze.In 1912
hertrouwde Lee met de zangeres Mary Mayo , en dat is niet verwonderlijk
wanneer men vaststelt dat Lee via zijn radio-uitzendingen vaak in
kontakt kwam met vrouwelijke artisten.Uit dit huwelijk dat 15 jaar
standhield , werden twee kinderen geboren.
Hier figuren familie 1 en familie 2 naast elkaar of onder elkaar
De vierde en laatste echtgenote heette Marie Mosqu . Ze was een
Hollywood-ster uit de tijd van de stomme film .Deze films werden
nu dankzij de Forest voorzien van klank . Lee was op deze
leeftijd reeds een rijke man door de miljoenen dollars die zijn
uitvinding van de triode en al zijn initiatieven van gestichte
"companys " , hem hadden opgebracht , en hij verhuisde naar Hollywood
.Hij zou daar de laatste 30 jaren van zijn leven doorbrengen ,zich
toeleggend op technische vindingen , die ogenschijnlijk weinig met
radiotechniek te maken hadden,zoals de ontwikkeling van
geleidingssystemen voor precisie-bommen ,en het toevoegen van een
gesynchroniseerde geluidsband aan bioscoop-films , een procedé dat hij
reeds in 1920 uitvond ,en dat gedemonstreerd werd in theaters tussen
1923 en 1927,maar waar hij slechts in 1959 een Oscar voor kreeg van de
Academy of Motion Picture Arts and Sciences . Het opschrift luidde :
"Academy Honorary Award to Lee de Forest for his Pioneer Invention
,which brought Sound to the Motion Picture .
Hier figuur oscar met daarnaast film en film1
In de bioscoop-projector bracht hij een sterk geconcentreerde lichtbron
aan , die een lichtstraal zond doorheen een geluidsband van heldere en
donkere strepen op de beeldjesfilm. Dit gemoduleerd licht viel op een
fotocel ,gevolgd door een geluidsversterker,waardoor de lichtvariaties
werden omgezet in klankveranderingen.Hij noemde dit : conversie van
licht in audio .Hij ontwikkelde Audion-diathermy apparaten voor
medische toepassingen ( genezing door warmte-bestraling) ,en tijdens de
tweede wereld-oorlog 1940-1945 deed hij militaire research voor
de Bell Telephone Laboratoria .
hier figuur 1944 met daarnaast diathermie
Van Marie Mosqu (hij was reeds grijs in gezelschap van deze
jongere echtgenote ) zei hij , dat dit het gelukkigste van zijn vier
huwelijken was.
Hij stierf op 87-jarige leeftijd te Hollywood op 30 juni 1961. Marie
overleefde hem en liet hem begraven op het San Fernando kerkhof
te Mission Hills , Californië .
hier figuur graf
Naschrift .
In 1947 werd door de Bell Labs bekend gemaakt , dat Brattain , Bardeen
en Shockley , drie fysici , de transistor uitgevonden
hadden. Het is duidelijk dat aan deze uitvinding hard gewerkt was
tijdens de jaren 1940-1945 van de tweede wereldoorlog , om
elektronische uitrustingen , te dragen door soldaten,en mee te voeren
met vliegtuigen ,lichter te maken .
William Shockley (1910-1989) was bij de Bell Labs beginnen werken in
1936 . Er bestaan foto s van hem , gefotografeerd met Lee de Forest .
hier foto Shockley
Geraadpleegde werken :
1) Some Beginnings of Applied Electronics, uit The Microwave Journal ,april 1946
2) Pioneers / Lee De Forest , last of the great inventors ? ,door
W.A.Atherton ,in Electronics World-Wireless World , november 1989
3) The American President hails doctor Lee de Forest , uit Radio-and Television News , juni 1956 .
4) Electronics History before 1930 , uit Radio-and High Frequency,1957.
5) Lee de Forest , uit Straling , veertiende jaargang ,nummer 10 ,blz 249.
6) Birth of the Electron Tube Amplifier , door F.B.
Llewellyn van Bell Telephone Laboratories , in Radio&Television
News , maart 1957 .
7) A propos de l histoire des telecommunications , door Jean Baudot ,
in Revue des Ingénieurs Belges , 1985 : 7(3) .
8) Lee de Forest ,van bunzenbrander naar Audion-buizen ,uit Geschiedenis van de Wetenschap voor de Timmerman ,mei 1961 .
9) Elektrische geleiding in gassen , Revue des Ingénieurs Belges ,1985:7(3) .
10) Electron (tijdschrift van de Veron) , tweede jaargang , nummer 4 ,
april 1949 : Lee de Forest
11) Lee de Forest , in Radio & Television News , juni 1956
Ambrose Fleming ( 1849 - 18 april 1945 : werd 95 jaar oud )
Klik op de foto hiernaast om alle in de tekst aangeduide afbeeldingen te bekijken
Hier foto s Fleming1 naast ofwel Fleming2 of Fleming3
Fleming
is de engelse ingenieur , die de diode uitgevonden heeft , de eerste
radiolamp ooit , die de weg heeft geopend naar het ontstaan van de
radio-ontvangers -en zenders. Gepatenteerd in 1904 , werd ze toen
"thermionische lamp" genoemd , of "vacuum diode" , de "kenotron "
,of de "twee-elektrode-gelijkrichter ".
Hier
naast elkaar
:
1888
,
1889
,
lamp1
Fleming droeg bij tot de foto-metrie (meten van de
licht-intensiteit), de draadloze telegrafie , elektrische meetmethoden
,de ontwikkeling van de elektronica .Hij is de auteur van meer dan 100
wetenschappelijke publicaties en boeken . Daaronder : " The
alternate current transformer " (1889,1892) [ de oorspronkelijke studie
voor de IEE ,is bewaard in the Institute for Electrical
Engineers te Londen ], " The principles of electric wave telegraphy "
(1906) , " The propagation of electric currents in telephone and
telegraph conduction " (1911), " Memoirs of a scientific life "
(1934) .Op het gebied van elektrische (sterkstroom-) machines ,kennen
we van hem de linkerhandregel voor motoren en de rechterhandregel voor
generatoren ,waarbij de middelvinger ,de wijsvinger en de duim onder
rechte hoeken gespreid gehouden , de richting (en zin) van het veld ,de
stroom en de kracht aanduiden.
Hier figuur "handregels "
Hij
was raadgever van de Edison Electric Light Company ,van de
Marconi Wireless Telegraph Company ,Swan , Ferranti , Edison
Telephone Co.,en een populaire universiteits-professor zoals
Lecturer aan de universiteiten van Cambridge en Nottingham ( professor
of physics and mathematics ) en U.C.L. (University College London) . In 1929 werd hij voor zijn talloze verdiensten tot ridder geslagen , zodat hij zich van dan afaan "Sir ..." mocht noemen .
Het interessante leven van John Ambrose Fleming . Hij
werd geboren te Lancaster , Engeland ,op 29 november 1849 , als oudste
zoon van zeven kinderen , uit het gezin van de " congregatie-pastoor "
James Fleming en zijn echtgenote Mary-Anne .( Deze
familie-eigenschap zou tot gevolg hebben dat Fleming later in
verschillende katholieke kerken , zoals in Sint Martin in the Fields
,preken mocht houden , en dit tot na zijn gepensioneerde leeftijd .) De
familie van zijn moeder was afkomstig van Swanscombe in Kent , en
was pionier op het gebied van de vervaardiging van Portland cement .In
1854 verhuisde de familie naar het noorden van Londen , waar Fleming
het grootste deel van zijn jeugd doorbracht en ook de overige 70 jaar
van zijn aktief leven zou doorbrengen . Zijn vader stamde af
van een lange lijn Schotse voorvaderen van Vlaamse (Flemish ->
Fleming ) oorsprong , en had enige moeite hem in toom te houden en op
een klassieke manier op te voeden .Reeds op jeugdige leeftijd vertoonde
Fleming tekenen van grote intelligentie. Op 10-jarige leeftijd ging hij
naar een private school ,waar hij bijzonder geinteresseerd was in
meetkunde.Hij was de laatste van de klas in Latijn,en koos daarna ,
wegens zijn belangstelling voor wiskunde, voor universitaire
studies.Reeds op 11-jarige leeftijd , had hij gezegd dat hij ingenieur
wilde worden en hij had thuis een eigen werkplaatsje , waar hij
modelschepen bouwde, motoren, en een zelfontworpen fototoestel ,
waardoor ook een levenslang durende belangstelling voor
fotografie ontstond. Op zijn dertiende verjaardag gaf hij aan de
University-College-School , te West End , Londen , een voordracht over
elektromagnetische verschijnselen . Aan dit zelfde University
college,studeerde hij wiskunde onder de leiding van A.de Morgan en
G.Carey Foster.Na twee jaren studie ,verliet hij deze inrichting wegens
geldgebrek , en hij aanvaardde een job bij een scheepsbouwer in Dublin
.Dit werk beviel hem echter niet ,en reeds na enkele maanden gaf hij
het op en vond een andere baan bij de Londen Stock Exchange ,waar hij
gedurende twee jaren werkte . Als gevolg daarvan zou hij later ,
als leraar ,aan zijn studenten zeggen ," dat ze toch tenminste een
elementaire kennis moesten opdoen over hetgeen zich afspeelt in de
financiële wereld,teneinde geld te verdienen ,samen met een
optimistisch en vertrouwend publiek . ".In 1870 behaalde hij het
diploma van Bachelor of Science aan UCL.Daarna studeerde hij chemie aan
de Koninklijke Mijnschool . Terwijl hij werkte , volgde hij in 1870
avondlessen om zich te vervolmaken en vanaf januari 1871 kreeg hij
gedurende 18 maanden een baan als leraar aan de Rossall school , waarna
hij met het verdiende geld , terugkeerde als student chemie aan het
Royal College of Science in Kensington .Daar schreef hij een
wetenschappelijke verhandeling over "de voltaïsche batterij "
,gepubliceerd in de Proceedings van de Physical Society of London ,
hetgeen in die tijd een grote eer was die hem tebeurt viel .In 1874 gaf
hij les aan het Cheltenham College , opnieuw uit geldnood.Hij
correspondeerde met James Clerk Maxwell , professor aan de Cambridge
Universiteit . In 1877 kreeg hij een studiebeurs van het Sint Johns
College te Cambridge ,en studeerde hij elektriciteit en
magnetisme bij professor James Clerk Maxwell aan de Universiteit te
Cambridge, waar hij zijn doctoraat in de wetenschappen behaalde
(D.Sc.). Op dat ogenblik was hij al 28 jaar oud .Hij had de lessen van
Maxwell gevolgd, die vaak zo hoogstaand en moeilijk waren , dat Fleming
soms als enige student in de klas zat.Hij mocht daarna gedurende een
jaar ,in Cambridge werken als demonstrator van experimenten , voor
ingenieursstudenten in de mechanica .In 1881 werd hij gedurende een
jaar als professor in de wis-en natuurkunde aangesteld aan de
hogeschool-faculteit te Nottingham . Op dat ogenblik , dat de
elektrische verlichting voor het eerst in de belangstelling kwam
te staan van het groot publiek ,werd hij ook nog in dienst genomen door
de Edison Electric Light Company te Londen,een betrekking waarin hij de
daaropvolgende tien jaren zou blijven werken.Als raadgevend ingenieur ,
werkte hij plannen uit voor de elektrische verlichting van een groot
aantal steden , en loste samen met de stadsbesturen de problemen op ,
die daaromtrent ontstonden. Hij ontwierp als eerste , de
elektrische verlichting aan boord van schepen , en installeerde er
elektrische machines. Aan de wal bouwde hij hoogspannings-onderstations
, die voor het eerst werkten met wisselstroom .Fleming voelde zich
sterk aangetrokken door de fysica en werd door het University College
London (UCL) uitgenodigd daarover en over elektrische
ingenieurs-praktijken , een lessenreeks te komen geven .In 1885 vroeg
men hem daar een departement voor electrical-engineering (in een eerste
faze: "departement van elektrische technologie " genoemd) uit de grond
te stampen en hij werd daarin aangesteld als professor , een taak
die hij de volgende 40 jaar zou vervullen .Dit departement was op dat
ogenblik enig in zijn soort , en hij schreef er een veel gelezen boek
,over "telegrafie met elektrische golven ".Hij was bekend door zijn
grondige kennis van wisselstroom-metingen , en van het ontwerpen van
transformatoren .In 1899 werd hem , bovenop zijn professoraat aan de
universiteit, aangeboden , raadgever te worden bij de Marconi Company.
Marconi realiseerde in 1899 de eerste radio-uitzending met Morse
signalen (draadloze telegrafie) over het Kanaal tussen de engelse
en de franse kust. Marconi noemde van dan-afaan zijn bedrijf ," de
Marconi Wireless Telegraph Co Ltd ".De draadloze telegrafie stond toen
nog in haar kinderschoenen ,alhoewel Marconi er vanuit het Marconi
zendstation te Poldhu in 1901 in slaagde een eerste radio-bericht over
de Atlantische oceaan tussen Engeland en de Verenigde Staten van
Amerika over te zenden . Hiervoor maakte hij gebruik van de
radiozender die voor hem door Fleming ontworpen was .
Hier figuur "poldu "
Vóór
hem/hen hadden sommigen geprobeerd hoge frekwenties op te wekken
met speciaal daarvoor ontworpen wisselstroom-generatoren ,maar met deze
alternatoren bereikte men zelden frekwenties boven de 10 kHz .De
radiolamp was toen nog niet uitgevonden en een vonkenzender werd
gevoed door een 25 paardenkracht generator , aangedreven door een
dieselmotor .De antenne was 60 meter hoog opgehangen en werd in serie
gevoed met de sekundaire spoel van een transformator die Fleming voor
dat doel berekend had. Daarvoor had hij twee hoogfrekwente spoelen
evenwijdig met elkaar geplaatst,zodat ze magnetisch gekoppeld waren. De
uitzending gebeurde op een frekwentie die door Fleming (te hoog )
geschat werd op 500 kHz (hetgeen hij pas in 1935 bekend maakte ) , dus
op de grens van hetgeen we nu de overgang tussen de middengolf en de
lange golf noemen .Ook alle schepen zouden daarna uitgerust worden met
zenders-ontvangers ,werkend rond dit frekwentiegebied. Het is pas later
dat men de frekwenties zou verhogen.Merken we op dat er in 1901 nog
geen ontvangers bestonden , om de uitgezonden signalen op een
behoorlijke wijze te decoderen .De door de Fransman Branly in 1890
uitgevonden coherer die eerst de veranderlijke weerstand van
ijzervijlsel gebruikte , onder de invloed van aanstotende Hertze golven
,was de enige , zeer ongevoelige detector voor hoogfrekwente
signalen,waarmee men nog wel enkele punten en strepen kon waarnemen van
het opgepikte telegrafie-signaal.(enkele jaren later ook op de hoogste
verdieping van de eiffeltoren in Parijs door ingenieurs van de
toenmalige Bell-Telefoon ) . Achteraf zou hij vervangen worden door een
soort punt-kontakt halfgeleider -diode , waarbij de punt van een
wolfram-of-tungsteen-draad drukte op een galénesteen,dit is
galliumsulfide.
Hier figuur "detector "
Meer over Poldu : Marconi
was reeds in 1894 begonnen , de experimenten van Heinrich Hertz te
herhalen .Hij was gefascineerd door de Hertze golven en door de
uitvinding van de dipool-antenne door Hertz. Natuurlijk interesseerde
hem ook de commerciele kant van het eventueel draadloos uitzenden en
ontvangen van telegrafie-signalen met de toen pas uitgevonden
Morse-code. In 1896 slaagde hij erin een afstand van 2,5 kilometer te
overbruggen door boven de aarde een vertikale kwart -golflengte-antenne
op te stellen , die nu nog altijd " de Marconi
-antenne " genoemd wordt.
Hier figuur "1896 "
In
Engeland werd toen op zijn aanwijzingen , een dergelijke vaste
verbinding geïnstalleerd tussen het eiland van Wight , en Bournemouth
(1897) die op 22 kilometer van elkaar verwijderd lagen. Hij werkte
daarbij op een lage frekwentie in de HF-band , rond de 300 kHz.
Hier figuur "zender1"
In
1900 vatte hij het idee op om een transatlantische overzending te
proberen te verwezenlijken .In 1901 dacht hij daarbij aan
frekwenties tussen de 182 kHz en 500 kHz. Tenslotte koos hij in
Poldu voor 272 kHz en in oktober 1902 begon hij daarvoor een groot
antenne-systeem te bouwen,met reusachtige houten masten ,61 meter hoog
.Daaronder groef hij radiale metalen draden in de grond ,als
tegengewicht , die elk 305 meter lang waren . In 1904 experimenteerde
hij met een pyramidale ( soort regenscherm-discone-) antenne , die
bestond uit 400 metalen geleiders.In 1905 bouwde hij te Glace Bay in
Canada,een 55 meter hoge vertikale antenne met topcapaciteit die
bestond uit 200 horizontaal gespannen metalen draden. De uitzendingen
in telegrafie werden verwezenlijkt met een door hem gebouwde
vonkenzender.
De diode : de eerste radiolamp ooit . We kunnen
hier beter spreken over "lamp", dan over het later gebruikte woord
"buis ".In 1883 maakte Edison zich zorgen over een zwarte koolstoflaag
die zich aan de binnenkant van zijn gloeilampen afzette .Teneinde deze
neergeslagen film te minimaliseren , had hij een metalen plaat
ingesmolten tussen de gloeidraad en het glazen omhulsel . Daarop verder
zoekend , had hij de positieve klem van de batterij die het filament
voedde , aangesloten op de uitgangsklem van de plaat , en opgemerkt dat
er een kleine stroom vloeide doorheen de plaatkring ,gemeten met een
galvanometer .Hij stelde ook vast , dat wanneer hij de plaat met de
negatieve pool van de gloeidraad-batterij verbond , er geen stroom
vloeide in de plaatkring.
Hier figuur "diode " met onder andere de stroom-spanningskarakteristiek
Dit
verschijnsel wekte ,eveneens in 1883 , de belangstelling van Fleming
.In 1884 reisde hij naar de Verenigde Staten en ontmoette daar Edison
en bezocht de Edison laboratoria . In een verhandeling die hij in 1890
publiceerde bij de Royal Society , merkte hij op , dat wanneer hij de
Edison-lamp voedde met een wisselstroom in plaats van met gelijkstroom
, de wisselstroom werd omgezet in gelijkstroom. Hij noemde dit :
"gelijkrichting " (rectification) .Het is slechts 14 jaar later , dat
hij deze vinding publiek maakte , door er in 1904 een patent op te
nemen , waarin hij de aldus gebruikte lamp , de "
oscillating valve " noemde , later bekendgemaakt onder de
benaming " thermionic valve " of "thermionic diode ".De
serieproduktie daarvan werd door de Marconi - maatschappij aangevat.
Hier figuur "lamp" , met daarnaast figuur "dioden"
Hij
stelde vast dat de gelijkrichting ook plaats vond op hoge frekwenties ,
en daarmee was de radio-detector geboren , die de coherer van Branly
zou vervangen. Zijn opzoekingswerk concentreerde hij in 1896 op
kathodestralen , en drie jaar later werd hij aangesteld als
wetenschappelijke raadgever aan de Marconi Wireless Telegraph
Company.Daar duidde hij aan , welk materiaal en welke opstelling men
moest gebruiken voor de eerste overzending van telegrafie-signalen over
de atlantische oceaan in 1901 .Als Marconi-raadgever had hij ook
nog tijd genoeg om parallel daarmee te werken bij de National Telephone
Company en de Ediswan Electric Light Company , betrekkingen waarin hij
andere ervaringen opdeed .
De uitvinding van de diode. ---------------------------------- Fleming
vertelde hoe hij de diode had uitgevonden : "In 1882 , kwam ik als
raadgever van de Edison Electric Light Company te Londen , in
aanraking met de vele problemen die de toenmalige gloeilampen
opleverden , en ik begon de fysische verschijnselen die daarmee gepaard
gingen te bestuderen met al de middelen die in die tijd ter beschikking
stonden. Het viel mij op , dat de gloeidraden braken bij de geringste
schok , en dat het glas van uitgebrande lampen ,verkleurd was.Daarbij
viel mij op dat er telkens een lijn over het zwart uitgeslagen of met
een metaalfilm bedekt glas liep , die niet verkleurd was, net alsof
iemand er met een vingernagel inwendig zou op gekrast hebben . De niet
verkleurde figuur had de vorm van de speld-vormige gloeidraad,waarbij
opviel dat het niet gebroken gedeelte van de gloeidraad gewerkt had als
een scherm tegen het bombardement van het inwendige van het glas door
de koolstofmoleculen of door verdampt metaal van de gloeidraad. Ik
besloot daaruit dat de verkleuring van het glas ( die het
lichtrendement van de lamp verminderde) zou kunnen tegengaan worden
door op de plaats waar het glas het meest gebombardeerd werd , een
metalen plaat op te stellen tussen glas en gloeidraad .Deze plaat
bracht ik met een afzonderlijke verbinding naar buiten het glas van de
lamp en ik begon proeven uit te voeren door een potentiaalverschil toe
te passen tussen de (metalen) gloeidraad en de plaat.Ik stelde daarbij
tot mijn verbazing vast dat een milliamperemeter enkel een stroom
aanduidde , wanneer de negatieve klem van de gebruikte batterij aan de
gloeidraad lag en de positieve klem aan de plaat, maar niet omgekeerd.
Daaruit besloot ik dat het mogelijk moest zijn met deze "thermionic
valve" een wisselstroom gelijk te richten , een begrip dat in die tijd
nog niet bestond ." Hij schreef hierover een brief naar
Marconi,omdat hij sedert 1899 ook als raadgever in dienst was bij de
Marconi Company , zonder zijn professoraat aan de UCL ( University
College London) te moeten opgeven . Wanneer hij een wisselspanning
tussen gloeidraad en plaat toegepaste , duidde de amperemeter een
kontinue stroom aan,doordat er telkens slechts een halve golf ,(steeds
aan de zelfde zijde van de tijdsas=enkelvoudige of
één-alternans-gelijkrichting ) , van de aangelegde wisselspanning werd
doorgelaten. Het open-blijvend gedeelte in de tijd , kon hij opvullen
door een kondensator parallel te schakelen met zijn buis , die achteraf
de diode genoemd werd met een kathode (in het begin de gloeidraad ,
later een afzonderlijke cilinder rond de gloeidraad) en een anode , de
toegevoegde plaat . In het geval van een metalen filament of metalen
kathode , gaf deze een elektronen-stroom af , die aangetrokken werd
door de positieve plaat .Hij patenteerde zijn vondst op 16 november
1904 .
hier figuur "patent "
Het was in oktober 1904
dat Fleming ,zoals hij zelf zei , "een goede inval "had.Hij wist dat
meters en telefoons te traag waren om hoogfrekwente spanningen en
stromen te registreren en als gemiddelde waarde , nul aanduidden.
Denkend dat een gloeilamp met warme gloeidraad (die elektronen uitzendt
door verstoring van de molekulaire struktuur,vooral als de gloeidraad
of kathode,aangesloten wordt op de negatieve pool van een
batterij=teveel aan elektronen , en de plaat of anode aan de positieve
pool=tekort aan elektronen), stroom in slechts 1 richting en zin zou
doorlaten ,speculeerde hij er op dat dit ook wel zou gelden voor
hoogfrekwente stromen en hij vroeg aan zijn assistent G.B. Dyke , dit
idee uit te testen . Het werkte, en een maand later schreef Fleming
naar Marconi ( in wiens dienst hij toen als raadgever werkte) "ik heb
hoogfrekwente trillingen kunnen ontvangen op een antenne , met niets
meer dan een spiegelgalvanometer (die de gelijkgerichte hoogfrekwente
stroom aanduidde , met een zich verplaatsend lichtpunt op een
muur ,namelijk de punten en strepen , die hij met een kleine boogzender
,met morse-sleutel uitzond) en mijn gewijzigde gloeilamp ". Deze
vinding bracht hem financieel geen voordeel , want Marconi nam het
patent (Fleming patent 803684 van 13 november 1905) over en
vervaardigde enkele dioden.
Hier figuur 1905
Enkele
jaren later , produceerde H.H. Dunwoody van de Lee De Forest Wireless
Co ,in de V.S.A. ,de kristal detektor , een belangrijke rivaal voor de
Fleming/Marconi diode.Er werd van toen af ,onderzoekingswerk verricht
op de gelijkrichtende eigenschappen van kristal-strukturen zoals
carborundum,galena ( = lood-sulfide) en silicium , die superieure
detektoren bleken te zijn . De kristal-detektor was een zet van Lee De Forest tegen Marconis dominantie van het radio-gebeuren in die tijd.
Hier figuur "radio" met daarnaast figuur "1910"
Fleming
kreeg voor zijn uitvinding pas in 1921 de grootste onderscheiding , de
"Goud-Medaille", hem toegekend door de Royal Society of Arts , in
Londen .Dat dit zo laat gebeurde , is toe te schrijven aan het feit dat
de uitvinding van Fleming een gelijkenis vertoonde met een patent dat
reeds in 1883 door Edison was genomen voor een gloeilamp met metalen
plaat , die een gelijkenis vertoonde met die van Fleming , maar waar
een rechtbank in 1920 Fleming gelijk gaf op het gebied van de
oorspronkelijkheid van zijn uitvinding.Vroeger had hij reeds de Kelvin
Medaille gekregen,de Faraday Medaille van de Institution of Electrical
Engineers , en de Franklin Medaille van het Franklin Institute in
Philadelphia , USA. Hij ging slechts op 77-jarige leeftijd met pensioen
.In 1929 , twee jaar na zijn pensionering (hij ging in Devon wonen in
1926 in het rustig stadje Sidmouth, waar hij nog bijna 20 jaar
doorbracht in de kuststreek met een rustgevend zicht op water en zee )
werd hij tot ridder geslagen voor zijn bijdragen aan de elektriciteit
en de elektronika. Tijdens zijn pensionering hield hij van lange
wandelingen en fotograferen ,maar wist hij ook nog niet van ophouden en
hij werd president van de toen gestichte "Television Society", waar in
die tijd de eerste schreden werden gezet op het gebied van de
ontwikkeling van de televisie . Fleming werd 95 jaar oud , maar was
op het einde van zijn leven stokdoof ,een familietrek , waaronder ook
zijn zuster leed . Hij stierf op 18 april 1945 , dus op het einde van
de tweede wereldoorlog .Hij kreeg een memorial in de Saint Johns
-College kapel .Hij was tweemaal getrouwd , maar zonder
afstammelingen.Zijn eerste vrouw ,Clara Ripley , stierf in 1917 , maar
zijn tweede,Olive Franks ,met wie hij huwde op 84-jarige leeftijd,
overleefde hem.
Enkele beschouwingen over licht , door Ambrose Fleming. In
het midden van de 19e eeuw wist men dat licht een bron was van energie
, doordat men een stuk papier of sprokkelhout in brand kon steken ,
door daarop zonnestralen te concentreren met een convergerende
lens.Bovendien wisten Fresnel,Thomas Young , Brewster , Hamilton ,
Stokes , en later Kelvin ,dat licht een periodische trilling was , en
dat lichtstralen konden afgebogen en gebroken worden .Ze kenden ook het
begrip interferentie , dat ons leert ,dat twee lichtstralen die met een
gepast fazeverschil worden samengesteld (bv. in tegenfaze), elkaar
kunnen opheffen en duisternis produceren .Bovendien wisten ze dat licht
gepolariseerd is .Men nam aan dat licht een weerstand ondervindt
,wanneer het de ruimte , die voorgesteld werd als een
mechanisch-elastische materie , doorstraalt . Dit laatste bleek
onjuist te zijn , toen in 1865 het wetenschappelijk genie James Clerk
Maxwell ten tonele verscheen met geheel andere hypothesen . Maxwell
stelde , dat licht een "diëlectriciteits-koëfficient " had , met waarde
1 ( = er ) , een begrip , waar nog nooit iemand van gehoord had , en
dat deze ook bestond tussen de twee metalen platen van een kondensator
, met waarden ,verschillend van 1 , afhankelijk van de aard van de
isolatie tussen die platen .Hij stelde dat de aanwezigheid van dit
diëlectricum , een " verschuivingsstroom " veroorzaakte , wanneer men
een potentiaal-verschil tussen die platen toepaste .Die
verschuivingsstroom , die gepaard ging met elektrostatische
veldlijnen , bestond zelfs in het luchtledige, dus ook in de
hogere luchtlagen boven de aarde .Op dezelfde wijze als hij een
diëlectriciteitskonstante definieerde , bepaalde Maxwell ook de (
magnetische ) permeabiliteit , een andere konstante , niet meer in
verband met elektrische , maar met magnetische veldlijnen ,en ook
gelijk aan 1 ( = mr ) in het luchtledige . Maxwell bewees
wiskundig , dat licht bestaat uit twee loodrecht op elkaar
staande trillingen , die een "vlakke golf " vormen , die zich
volgens een vektor loodrecht op dat vlak , voortplant in de ruimte ,met
een snelheid gelijk aan 1/Öer. mr ( 1 , gedeeld
door de vierkantswortel uit het produkt epsilon r , maal mu r ) ,
waarin aan er en mr zodanige waarden werden
toegekend , dat deze berekening een lichtsnelheid van iets minder dan
300000 kilometers per sekonde opleverde . Hij was dus de eerste in de
wereldgeschiedenis , die draadloze golven beschreef , die zich in de
ruimte konden voortplanten , de basis , zoals later zou blijken , voor
alle radio - en televisie - zend- en ontvangst- technieken . In 1864
stuurde Maxwell deze beschouwingen naar de "Royal Society of Londen ",
getiteld "Dynamical Theory of the Electro-Magnetic Field ". Men moest
daarna nog 23 jaar wachten , tot Heinrich Hertz in Duitsland ,
experimenteel electromagnetische golven opwekte , met een lagere
frekwentie , dus een grotere golflengte dan het licht .Merken we
terloops op , dat al het pionierswerk , dat in die periode plaatsvond ,
steeds gebeurde op de zogenaamde korte golven of
meter-tot-centimeter-golven: door Hertz in 1888, door Morse in 1894 ,
door Marconi in 1896,door Braun in 1899 . In de tijd van Hertz ,
Kirchoff , Bunsen , Faraday , had men ook reeds vastgesteld dat
ultraviolet licht , licht is met een hogere frekwentie ,dus een
kleinere golflengte , dan violet licht , en dat het bepaalde gassen
ioniseert , waardoorheen het gestraald wordt . Dit ioniseren , bestaat
er in , dat elektronen losgeslagen worden uit de atomen . Men stelde
vast dat dit ook gebeurde ,wanneer lichtenergie viel op de in die tijd
juist ontdekte alkali - metalen ,cesium en rubidium , alsook op kalium
en zink .Dit vergde in het toen gangbaar cgs-stelsel een energie van 3
billi-ergs , dat is 3.10-12 ergs per sekonde .Dit foto -
elektrisch effekt zou weinige tijd later gebruikt worden voor de
vervaardiging van fotocellen , en nog later voor de fabricage van
televisie-opnamebuizen .Het feit , dat men sprak over de beïnvloeding
van atomen door licht , deed een tweede interpretatie van de
lichtstroom ontstaan , namelijk de "corpusculaire " versie , die licht
beschouwde als een stroom van kleine met energie geladen deeltjes , de
fotonen , ook "quanta" van energie genoemd , die insloegen op de
bestraalde materialen .Met verschillende afmetingen , kunnen de quanta
verschillende hoeveelheden energie bevatten . Zo bevatten de fotonen
van rood licht , minder energie dan de fotonen van violet en
ultraviolet licht , maar de rode fotonen zijn talrijker dan de
violette. Deze laatsten veroorzaken foto-elektriciteit , hetgeen de
rode fotonen niet kunnen , namelijk vrijmaking van elektronen uit
fotografische platen en films ( die in het licht van rode lampen
ontwikkeld en bekeken worden ! ). Ultra-violet licht vernietigt door
zijn sterke straling ook schadelijke bacterieën , een eigenschap
waarvan men gebruik maakt in de biologie . Er bestaat een betrekking tussen de energie E en de frekwentie f van het licht: E = f.h waarin h de konstante is van Planck met waarde 6,55.1027. Geel licht heeft een
frekwentie van 5. 1014 en een geel foton heeft een energie van
32,5/1013 of 3,25 billi-ergs ,zoals Fleming nog in het vroegere cgs -
stelsel berekende .Een violet foton bezit tweemaal zoveel energie
als een rood foton.De energie van een X-straal foton is 25000 maal
groter dan van een geel foton ,zodat de blootstelling van het menselijk
lichaam aan X_stralen , uiterst gevaarlijk is . Deze krachtige stralen
vernietigen de menselijke huid . Alle fotonen planten zich met
dezelfde (licht-)snelheid van 300000 km/sek. voort doorheen de ruimte
.Een foton heeft een zekere massa of gewicht,dat bekomen wordt door
zijn energie te delen door het kwadraat van de lichtsnelheid .Indien e
de foton-energie is ,uitgedrukt in ergs ,dan is e/9. 1020 de
massa in gram .Indien een geel foton een energie heeft van 3,25
billi-ergs ,dan is zijn massa in gram (3,25/1012).(1/9.1027)=
3,61/1033. Daaruit kan men berekenen hoeveel fotonen er voorkomen in 1
kubieke centimeter ruimte ,gevuld met helder geel licht. Overwegend dat
de energie van een geel foton 3,25/1012 erg is ,moeten er in 1 kubieke
centimeter ruimte , 14 miljoen fotonen voorkomen ,die zich in deze
ruimte voortbewegen met de lichtsnelheid.Omdat een lichtstraal een
elektromagnetische golf is met maksima en minima ,komen de meeste
fotonen voor op plaatsen waar de elektrische en magnetische veldsterkte
het grootst zijn .De golf zelf bevat weinig energie ,omdat deze in de
fotonen zit.In de nul-doorgangen van de golf zitten er geen fotonen en
geen elektrisch en magnetisch veld. Men kan een vergelijking maken
tussen het licht en fysische stoffen.Deze laatsten zijn opgebouwd uit
chemische atomen die bestaan uit een proton en er in banen
ronddraaiende electronen. In een waterstofatoom is het proton
1840 maal zwaarder dan het elektron. Onze zon verbrandt elke minuut 240
miljoen ton waterstof om licht en warmte te produceren ,en ze doet dat
reeds 3,5 miljard jaar lang .(Hoelang nog ?).Zoals reeds opgemerkt
wordt het zonlicht uitgestraald onder de vorm van kleine pakketten
energie , licht-quanta genoemd. Een tungsteen-atoom van het
tungsteen-metaal dat in elektrische gloeilampen gebruikt wordt ,is 184
maal zo zwaar als een waterstof-atoom en zijn gewicht is 338540 maal
dat van een waterstof-electron . Een foton van geel licht weegt slechts
1/300000-ste deel van een waterstof-electron.Bijgevolg heeft een
licht-foton bijna geen massa in vergelijking met waterstof en zeker
niet in vergelijking met tungsteen .Wanneer een atoom straling uitzendt
,gebeurt dit met een geheel aantal fotonen of quanta.Wanneer een atoom
straling opslorpt , neemt het daarentegen slechts 1 enkel foton op.
Wanneer de energie van het foton onvoldoende is om het atoom te
ionizeren,dan zal het atoom dat foton niet absorberen . ( ziedaar de overwegingen , gemaakt door Fleming , tijdens de eeuwwisseling 1800-1900).
Naschrift. Het
volgend artikel over pioniers,in dit tijdschrift , beschrijft de
prestaties van Lee De Forest , die de triode uitvond.Hierdoor
kwam een kettingreaktie op electronica- gebied op gang , onder
meer door de uitvinding van een reeks oscillatoren . In 1905
patenteerde De Forest zijn twee elektroden-buis .Hij noemde deze diode
, een "audion".Fleming vond dat zijn idee gestolen was en beschuldigde
De Forest van plagiaat,waarna een bitter gevecht volgde voor de
rechtbank. Fleming verloor het proces .In oktober 1906 voegde Lee De
Forest een derde elektrode toe aan zijn diode,waardoor de eerste triode
geboren was , die hij patenteerde in 1907 . Er waren drie batterijen op
aangesloten in plaats van één of twee (gloeidraad-batterij
en plaatkring-batterij , ofwel in plaats van deze laatste , een
wisselspanningsbron) , zoals bij Fleming het geval was.Hij noemde ze
nog steeds "audion", waardoor verwarring ontstond met zijn
audion-diode.
Hier figuur "Philips "
Tien jaar
later waren tal van schepen met een niet te kleine tonnemaat ,
uitgerust met radio zend-en ontvangstapparatuur.( de Marconi-Fleming
radio-ontvanger met buizen , waaronder speciaal ontworpen lampen , door
Fleming besteld bij de Edison fabriek,en door hem gepatenteerd op
25 januari 1908) Na 1918 werden in de lampen , thorium-gloeidraden
gebruikt, die , ofschoon ze op een lagere temperatuur verwarmd werden ,
een vijfmaal hoger rendement hadden dan wolfram-draden of met
ferro-alkalisch-metaaloxide , bedekte gloeidraden . In 1913 werden
de oscillatoren uitgevonden als opwekkers van ongedempte trillingen,en
wel op drie plaatsen tegelijkertijd : in Engeland door Franklin, in
Duitsland door Meissner , en in de V.S, door Armstrong.Kort daarna
zouden de modulatoren van deze trillingen het daglicht zien , onder
meer ook (FM) door Armstrong,waardoor het hele radio-gebeuren nog meer
op gang getrokken werd. In 1915 verschenen de superheterodyne en de enkele-zijband transmissie op het toneel .
Geraadpleegde werken :
1)On the nature of light , door Sir Ambrose Fleming , D.Sc. , F.R.S. , in Television , November 1931 en tweede deel idem in Television for december 1931. 2)John Ambrose Fleming: The Birth of Electronics, door W.A.Atherton,in Electronics World + Wireless World , Aug.1990 3)
J.A.Flemimg: "The Thermionic Valve and it s developments in
Radiotelegraphy and Telephony ",uit The Wireless Press Ltd.,1919 4) Department of Electronic & Electrical Engineering-University College London ,Torrington Place ,Londen. 5) De electronenbuis : tachtig jaar , uit Philips/MBLE publicatie ,1990 6) De vijftigste verjaardag van de uitvinding van de electronenbuis door Sir. Ambrose Fleming , uit de Radio Revue , 1960 . 7) On the nature of light , part I + Part II , door Sir.Ambrose Fleming, D.Sc. , F.R.S ., Electronics World + Wireless World , 1985 8) Internet : electronic concepts door Jerrold H. Krenz. 9) Internet :Science and Society Picture-Library (Science Museum) 10) Internet : Antentop , door John.S.Belrose 11) Internet : From coherer to DSP , door M.Lemme en R.Menicucci. 12) Fleming : uit EBU Technical Review ,spring 1995 , door Lemme & Menicucci .
