De Belgische Illustratie. Jaargang 10

De telephon.

In een onzer vorige nommers spraken we reeds met een enkel woord van de uitvinding, welke men den naam van telephon, spreek-telegraaf, heeft gegeven en verklaarden in algemeene trekken haar doel en werking, onder de belofte er weldra meer uitvoerig op terug te zullen komen.

De uitvinder van het voornaamste dezer toestellen was de heer Graham Bell, een Ier van geboorte, doch sedert geruimen tijd amerikaansch burger. Even als zijn vader had hij zich gewijd aan de opvoeding der doofstommen, en zijne werkzaamheden waren van dien aard, dat hij er zich in de Vereenigde Staten een grooten naam door verwierf. Reeds lang had hij pogingen aangewend om een spreek-telegraaf te vervaardigen, doch zijne vrienden dreven den spot met hem, waardoor echter zijne kracht slechts aangewakkerd werd, en meermalen heeft men hem hooren zeggen, dat, daar het hem gelukt was de doofstommen te doen spreken, hij ook gemakkelijk het ijzer zou laten praten.

Op de tentoonstelling van Philadelphia verscheen het eerste toestel, dat hij den naam van telephon had gegeven, en de proeven daarmeê genomen gelukten zoo volkomen, dat de twee amerikaansche natuurkundigen Thompson en Watson de nieuwe uitvinding hemelhoog roemden.

Eene proef genomen tusschen Malden en Boston, welke plaatsen ongeveer vier uren van elkander verwijderd zijn, gaf dezelfde uitkomsten. Tusschen die steden werd een gesprek gevoerd, alsof de sprekers in ééne kamer tegenover elkander zaten. Een lied, door een orkest uitgevoerd, werd door allen die tegenwoordig waren gehoord, alsof het door eene zachte melodieuze stem werd gezongen. Eene later genomen proef bracht de geluiden op twee en veertig uren afstands over.

Het toestel van Bell kan echter geen aanspraak maken het oudste in zijne soort te zijn, want een duitsche professor in de natuurkunde, de heer Reis, had vóór dien tijd te Frankfort reeds een telephon vervaardigd en proeven er meê genomen. Een talrijk publiek woonde in het groote theater van die stad de proeven bij, en op een gegeven oogenblik hoorde men de toonen eener viool en van een harmonium, waarvan de spelers op honderd meters van daar en in eene andere zaal zaten.

Het toestel van Reis berust op het feit, door de amerikaansche natuurkundigen Henry en Page onlangs ontdekt, dat telkenmale, wanneer men een galvanischen stroom, welke verbonden is met eene spiraalvormige schroef, (gewonden om een staaf zacht ijzer) beurtelings sluit en onderbreekt, deze staaf een toon voortbrengt. De natuurkundige Wertheim had reeds vroeger eene zoogenaamde AEölusharp vervaardigd, welker werking op dit beginsel berustte. IJzeren staven, die magnetisch gemaakt en vervolgens terstond weêr die kracht ontnomen worden, brengen toonen voort. Onder den invloed der electriciteit wordt het metaal langer of korter en de trillingen, welke door die beweging ontstaan, geven, naar gelang de massa der staven, hoogere of lagere toonen.

Op dit beginsel berust de telephon van Reis, die, even als alle telegraphische toestellen, een overbrenger (seintoestel) en een ontvanger heeft.

De overbrenger is een groote vierkante houten doos, waarvan de bovenste oppervlakte gesloten is door een vlies. Op een der zijvlakken is eene spreekbuis aangebracht, waardoor gesproken wordt. Zoodra het geluid de kas binnendringt, begint het vlies te trillen, en de beweging dezer trilling wordt het punt van uitgang der overbrenging.

Hoe is het echter mogelijk, dat men een klank door een telegraphischen draad kan overplanten? Wij zullen dit zoo duidelijk mogelijk verklaren.

Dwars over het vlies der kas is een klein staafje platina aangebracht, dat zich bij de trilling van het vlies mede heen en weêr beweegt; bij elke beweging van het platina-staafje raakt dit een ander metalen staafje aan, dat met een electrischen draad in verbinding staat; bij elke aanraking der twee staafjes loopt een electrische stroom door den draad. De trillingen van het vlies hebben gelijke trillingen van de staaf ten gevolge en deze veroorzaken eene reeks van electrische stroomen in den telegraafdraad.

Laat ons nu naar het ontvang-station vertrekken en zien wat daar gebeurt.

Het eerste en eenige wat wij hier zien, is eene soort van vioolkas, waarop bij wijze van een koord een ijzeren roede is vastgemaakt of liever eene breinaald van 30 centimeters lengte. De naald is spiraalsgewijze omwonden met een koperdraad, die zelf weêr met zijde is omwonden. Dat is alles.

De telegraafdraad van het punt van vertrek is verbonden met, of liever eindigt aan de spiraal, welke rondom de ijzeren naald is gedraaid. De electrische stroomen, die door het seintoestel langs den draad loopen, komen in de spiraal terecht en doen hunne werking op de breinaald. Deze begint namelijk op hare beurt als eene vioolsnaar te trillen; de trillingen van het vlies van het seintoestel worden in dezelfde verhouding op de breinaald van den ontvanger overgebracht: het vlies neemt een toon, een klank op, de naald geeft dien toon, dien klank weêr.

Bij het seintoestel of den overbrenger zijn evenveel trillingen als bij den opnemer; de tusschenruimten der toonen zijn bij beide dezelfde. Het is dus niets anders dan eene automatische overbrenging der elementen, die eene melodie uitmaken, de juistheid van den toon, zijn hoogte en duur.

Zooals men ziet is het dezelfde maat, doch ook dezelfde klank.

Een toon nu heeft drie bijzondere eigenschappen, welke wij tot beter verstand in herinnering willen brengen: 1. zijne hoogte, die afhangt van het aantal trillingen en waardoor hij diep of scherp wordt; 2. zijne kracht, die afhangt van de spankracht der trilling en waardoor hij meer of minder sterk wordt en 3. zijn klank, die afhangt van den aard, den vorm der trilling en die aan elk instrument zijn bijzonder karakter geeft.

De telephon van Reis brengt alleen het aantal trillingen over, dat wil zeggen de hoogte der tonen, met hunne diepte of scherpte, doch zonder hunne kracht en hun klank.

De heer Elisah Gray heeft aan het toestel meer electriciteit willen geven en zijne eentoonigheid op willen heffen door het aantal organen, die trillen, te vermeerderen. De overbrenger bestaat niet meer in een enkel trillend vlies. Op een soort van klavier zijn een aantal vlieskes aangebracht, die voor elke noot trillen, even als dit met de snaren van een piano of de pijpen van een orgel plaats heeft. De ontvanger is insgelijks van dergelijke vlieskes voorzien, die elk afzonderlijk met de vlieskes van den overbrenger in verbinding staan. Evenals een toon van een instrument slechts op ééne wijze, hetzij door een vingergreep, hetzij door het aanslaan van een toets of van een piston of klep kan voortgebracht worden, eveneens kan hier elke toon alleen het vlieske doen trillen, waarme het in verband staat, terwijl de andere toonen het onverschillig blijven.

Er bestaat aldus een soort van sorteering van toonen, die elk door hun afzonderlijk trilorgaan telegraphisch worden overgebracht. Bij de aankomst werken de langs den draad overgezonden trillingen alleen op het trilorgaan, waarmeê het in verbinding staat, terwijl de overigen in rust blijven. De langs dezen weg verkregen uitkomsten zijn natuurlijk beter, dan wanneer alle toonen slechts een en hetzelfde trilorgaan in beweging brengen.

Gaan wij echter tot de telegraaf van Bell over. Haar geheele werking berust op een bekend natuurkundig verschijnsel.

Telkens als men met een ijzeren staaf de polen van een electro-magneet nadert, ontstaan in de draden van den electro-magneet stroomen, die slechts een oogenblik duren, en de spankracht van den stroom is op elk oogenblik geëvenredigd aan de snelheid, waarmee men het stuk ijzer er bij brengt en weêr terugtrekt¹⁾.

Indien men dus op het trillende vlies van een gewone telephon een plaatje van zacht ijzer vastmaakt en men tegenover het zachte ijzer een electro-magneet aanbrengt, is het duidelijk, dat bij elke trilling van het vlies, bij elke beweging van het ijzeren plaatje, er in de draden van den klos oogenblikkelijke stroomen ontstaan, welker spanning zich regelt naar de spanning van den voortgebrachten toon, die het vlies heeft doen trillen. Hoe meer de toon het vlies doet trillen, hoe meer het ijzeren plaatje zich op en neêr zal bewegen en hoe sterker de electrische stroom zal zijn, die daardoor ontstaat.

In één woord, de kracht van den stroom is geheel afhankelijk van de kracht der weergalmende trilling. Geheel het geheim der telephon berust op de zekere en noodzakelijke verhouding, die er tusschen de spankracht van den toon en de spankracht van den stroom bestaat.

De stroomen worden dus voortgebracht door

1) Men zie over dat natuurkundig verschijnsel het artikel Electrisch licht in eenige nommers van den vorigen jaargang, waar men tevens eene verklaring vindt van het ontstaan van het electro-magnetisme.

[p. 68]

de trilling van het vlies. De vraag is nu: op welke wijze doen zij hun invloed op het ontvang-toestel gelden? Wij hebben hier niet als in de telephon van Reis eene zingende breinaald. De stroomen, door de telegraaf overgebracht, doen eenvoudig een klein rond stukske plaatijzer trillen. De kleine metalen plaat van den ontvanger dient als tegenhanger van het vlies van den overbrenger; het geeft getrouw alle trillingen weêr.

De stroom loopt daartoe in een klos van bijzonderen vorm, in den buisvormigen electromagneet, in 1852 door Nikles uitgevonden. Denkt u een cylinder van zacht ijzer, die verticaal is geplaatst en waaraan aan de buitenzijde een staaf is aangebracht, die met een koperdraad is omwonden. Wanneer deze klos in verbinding gebracht wordt met den electrischen draad, ontstaan in de schroef oogenblikkelijke en elkaar met snelheid opvolgende stroomen, waardoor de buitenste ring elk oogenblik magnetisch wordt.

OBERWESEL MET DEN OCHSENTHURM.

Boven aan den cylinder is bijwijze van een deksel een rond stukske plaatijzer vastgemaakt, van de dikte van een vel zwaar papier. Het stukske ijzer wordt door den stroom van den magnetischen cylinder sterk aangetrokken, telkenmale als er een stroom door heen gaat; het trilt bijgevolg even als het vlies van den overbrenger trilt. Daarbij speelt de ijzeren cylinder

[p. 69]

nog de rol van kast, om den toon te versterken.

De telephon van Bell bestaat dus bij het station van afzending uit eene weergalmende kast met een vlies, waarvan de trillingen stroomen doen ontstaan; bij het station van ontvangst in een ronde doos, die mechanisch, als wij het zoo mogen noemen, door de overgebrachte stroomen in beweging wordt gebracht.

De overbrenger heeft de grootte van een kleine trom, men kan hem als een valies onder den arm dragen. De ontvanger is nauwelijks zoo groot als een fotografietoestel. Hij is besloten in eene doos, voorzien van eene hoorbuis. Met het oor nadert men de buis en men hoort zuiver de stem van hem, die aan den ander kant spreekt.