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电话机的伟大发明 贝尔由电报引起联想 结合声学与电磁学所发明

时间:2011-09-26

下面就跟着小编一起来看看吧!1831年,英国科学家法拉第发现电磁感应现象,为尔后整个电气技术的发展奠定了基础,其中也为电话机的发明提供了可资利用的原理

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大家好,今天小编给大家介绍的是关于电话的知识。下面就跟着小编一起来看看吧!1831年,英国科学家法拉第发现电磁感应现象,为尔后整个电气技术的发展奠定了基础,其中也为电话机的发明提供了可资利用的原理。1854年,法国人波泽尔提出了一个设想:在薄金属片上连接一根同电源相通的导线,对着薄片说话时,由于薄片振动而不时撞击另一个同电源相连的触片,可使声音变成时断时续的电流。这一设想,实际上是一种触点脉冲装置。1860年,德国教师菲利普·赖斯根据相同的原理,制造了电话机。由于送话器、受话器的结构不尽合理,音量太小,语音不清,没有达到实用要求,使这项发明很快被人们抛弃和遗忘了。

世界上第一台电话机的真正发明者,是美籍苏格兰发明家亚历山大·格雷厄姆.贝尔。1847年3月3日,贝尔出生于英格兰爱丁堡的一个声学世家。他的祖父安德鲁·贝尔和他的父亲梅尔维尔·贝尔,都多年从事与语音有关的教学工作。贝尔自幼受家庭环境的影响,就对人的语音传递问题有着浓厚的兴趣。他17岁入爱丁堡大学专修语音学,系统学习了人的语音分析、发声机理和声波振动理论知识,这些都构成了后来他发明电话的知识贮备的重要组成部分。19世纪70年代初,贝尔随家移居北美,后来应聘担任波士顿大学语音生理学教授。

当时,由美国画家莫尔斯所发明的有线电报,作为新的通信工具,已经获得了广泛的应用。这种电报只要按照电码的特定要求切断、接通电流,就可以用导线传递具有各种含义的信息。莫尔斯电报的缺点是从发报人到收报人需利用专门的电码译本经过两次翻译才能把信息传递过去,而且发报人不能立即获得直接来自收报人的反馈信息,这就使通信仍然不够方便。贝尔通过类比联想,在头脑中萌发一个大胆的设想:能否制造出一种直接传递人的语言的装置?能否把人说话的声音通过导线传到很远的地方?这个设想的产生,利用了“列举缺点法”(从列举电报的缺点,形成发明电话的设想),这是技术发明常用的方法之一。

新奇的设想,成为了贝尔孜孜以求的目标。然而,要把理想变成现实,还需要经过一段极其艰难的历程。任何一项技术发明,都必须建立在一定的技术原理基础上。新的技术原理,或者来自于科学理论的应用,或者产生于实践经验的引发和升华,至于其具体获得途径,则有多种多样的情况。贝尔发明电话的初始技术原理,得益于偶然现象对他的启示。他在从事语音教学的过程中,仍潜心于人类语言发声特点的实验研究。他想搞出一种专为耳聋者使用的“可视语言":用机器在纸上复制出人说话时的声波曲线,让耳聋者从波形曲线上“看出”正常人听到的“话”来。由子识别和熟悉波形曲线十分困难,这项研究没有取得成功。

但是,贝尔在实验中意外发现了一种他所不熟悉的新现象:当切断或接通电流时,电路中的线圈发出噪声,很像莫尔斯电报的“嘀嗒”声。贝尔为这种现象所吸引,反复试了多次。一个实现用导线传送人类语言的思路,便在他的脑海里逐渐形成了:设法将发声的空气振动变成电流的连续变化,用电流的变化模拟出声音的变化。这就是发明电话的初始原理。

这个原理的获得,发端于上述机遇事件,而贝尔能够抓住这个机遇,则是因为他勤于思索,在头脑中已经形成研制电话的动机。贝尔这个初始原理,是从声学角度提出来的。此时,他只熟谙人类语言的特性和有关的声学知识,至于从电学方面考虑是否可行,贝尔还是心中无数。于是,贝尔谦恭地向电学工作者请教讲述自己的想法,征询他们的意见。然而得到的回答,不是一笑置之,就是劝他放弃这个不可实现的幻想。舆论常常是倾向于传统的,贝尔似乎也意识到了这一点。

电学工作者的否定态度,不仅没有使贝尔退却,反而更坚定了他的信心。他说:“我相信这种发明是可以搞出来的,我一定要找到实现它的办法"。1873年3月的一天,贝尔风尘仆仆赶到华盛顿,向当时最有声望的物理学家约瑟夫·亨利登门求教。这位早年也曾独立发现电磁感应现象的老科学家,仔细倾听了贝尔的设想,满腔热忱地鼓励贝尔学习和掌握电磁学知识,大胆动手干起来。

贝尔回到波士顿后,便不舍昼夜地攻读电磁学著作。这位26岁的青年学者,根据技术发明的实际需要,及时填补了自己知识结构中的这片空白,很快就取得了可喜的进步。1873年初夏,贝尔毅然辞去语音生理学教授的职务,专心从事于电话机的发明。他结识了18岁的电工托马斯·沃森,两个人成为志同道合的亲密同事。贝尔在近郊公寓里的宿舍,成为了他们的实验室。他们合作攻关的第一步是检验声电转换原理的可行性,寻找利用某些已有的知识实现这种转换的技术途径。

他们在试验时,将音叉放在带铁芯的线圈附近,当音叉发生振动时,由于电磁感应,线圈中便有感应电流产生,这种电流不是单个的电流脉冲,而是强度和方向均随音叉振动节奏而变化的连续电流。如果把这一电流通过导线输入另一端同样的线圈内,也同样由于电磁感应,又会使线圈前的另一音叉也发生振动,从而产生与发音端相同的空气振荡。贝尔认为,既然音叉的振动产生了电流,那么任何一种可以振动的金属器件(例如金属簧片)也都会因其振动而在线圈中产生电流。

另一方面,有电流变化的线圈同样也会引起金属簧片的振荡,从而使它“说”出“话”来。这样,在技术上实现声电转换的可能性已经展现在他们面前,使他们看到了发明电话机的前景。好了,今天小编就给大家介绍到这里,如果你也有好的想法,不妨在下方评论区内给我留言吧!

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