Vaderlandsche letteroefeningen. Jaargang 1865

[p. 33]

Iets over den telephone,
door Dr. F.W.C. Krecke.

Er is, zoowel op het gebied der natuurkundige als op dat van andere wetenschappen, een groot aantal waarheden sedert geruimen tijd bekend, zonder dat zij toepassing vinden. De kracht van den stoom was reeds sedert vele eeuwen bekend, doch eerst voor honderd jaren werd de eerste vaste stoommachine in werking gebragt en in 1806 werden voor het eerst proeven genomen met locomotieven. Men wist sedert lang dat sommige stoffen, onder den invloed van het licht scheikundige verandering ondergaan en de camera obscura was reeds in het jaar 1560 door Porta uitgevonden, doch eerst in 1839 werd door de uitkomsten die Daguerre verkregen had de eerste stoot gegeven tot de onderzoekingen, waaraan wij de tegenwoordige volkomenheid der photographie (eene vereeniging van de camera obscura met de genoemde eigenschap van sommige ligchamen) te danken hebben. Wil men een voorbeeld van eenen anderen aard: Eendragt maakt magt, was niet slechts de spreuk onzer vaderen, maar het Vis unita fortior was reeds sedert de vroegste tijden bekend. Het ontbrak er slechts aan, om het behoorlijk in praktijk te brengen, en, ofschoon vroegere eeuwen ons menig voorbeeld daarvan aantoonen, is het eerst in deze eeuw dat men er het regte gebruik van leerde maken. Door vereeniging van krachten worden thans werken tot stand gebragt, waarvoor de kapitalen van de rijksten der aarde

[p. 34]

zouden te kort schieten. De zamenwerking van velen tot bereiking van één doel is een der belangrijkste teekenen van den vooruitgang onzer eeuw. Door haar worden spoorwegen aangelegd, bergen doorboord en zelfs werelddeelen verbonden en gescheiden. De vereeniging van kapitalen en krachten tot één doel is de magtige hefboom waardoor de negentiende eeuw zich van alle vorige onderscheidt en het stellen en regelen der voorwaarden hoe en waarop de vereeniging plaats heeft, is als een der belangrijkste zaken van den nienweren tijd aan te merken.

Het werktuig waarover wij den lezer thans willen onderhouden, de Telephone of Spreektelegraaf, is bestemd niet om de gedachten, door vooraf bepaalde teekens uitgedrukt, op verren afstand met bliksemsnelheid over te brengen, maar om dit met de menschelijke stem zelve te doen, of met andere woorden: om op groote afstanden een gesprek te voeren tusschen twee personen. Even zoo als de boven reeds genoemde uitvindingen en ontdekkingen, waren de beginselen waarop dit berust reeds sedert geruimen tijd bekend; doch eerst door het genie en talent van den heer Reis werd aan deze beginselen eene praktische rigting gegeven.

De inrigting van de telephone berust, even als de photographie, op twee zeer verschillende zaken: de klankfiguren van Chladni door Savart verder bestudeerd, en het geluid dat eene week-ijzeren staaf geeft, indien die door een galvanischen stroom tot een electromagneet is gemaakt, als die stroom wordt afgebroken. Ieder van deze zaken vereischt, voor den oningewijde, eene nadere toelichting, om de zamenstelling van het werktuig op te helderen. 1^o. Wanneer eene snaar in geluidgevende trilling wordt gebragt kan deze op verschillende wijzen plaats hebben. De snaar eener viool, violoncel, guitar, piano enz. kan in hare geheele lengte trillen; zij geeft dan den laagsten of grondtoon. De uiteinden waar zij bevestigd is blijven in rust; in het midden is de trilling het sterkst en de grootte der trillingen neemt van daar naar beide zijden af. Beziet men de aldus trillende snaar naauwkeurig, dan schijnt zij in het midden breeder of dikker en die verbreeding neemt naar de uiteinden af. Men heeft die verbreedingen buiken genoemd en de plaatsen waar geene trilling is knoopen.

Wordt er in het midden der snaar eene kam of een ondersteunsel geplaatst, en wordt de eene helft in trilling gebragt, dan trilt ook de andere mede; doch zoodanig dat, als de eene

[p. 35]

helft naar boven of naar beneden, regts of links gaat, de andere helft zich in tegenovergestelde rigting beweegt; dat is neêrof opwaarts, links of regts gaat. In dit geval heeft de snaar drie knoopen; eene aan ieder uiteinde en een in het midden, waar de kam staat, terwijl de beide bewegende deelen de buiken zijn. Wordt er op ⅓ van de lengte der snaar eene kam geplaatst, terwijl de overige ⅔ vrij blijven, en het eerstgemelde ⅓ gedeelte met eene strijkstok aangestreken of in het algemeen in trilling gebragt, dan trilt ook het andere ⅔ mede, doch niet in zijn geheel. Het verdeelt zich als het ware vrijwillig in twee gelijke deelen, die ieder voor zich denzelfden toon geven als het aangestreken ⅓ deel; doch dit kan niet plaats hebben, tenzij er in het midden een knoop is en ter wederzijde daarvan een buik. Ofschoon de snaar op de plaats van laatstgenoemden knoop niet wordt aangeraakt trilt zij daar toch niet. Men kan zich hiervan overtuigen door aldaar een smal strookje papier dat aldus omgevouwen is (A) op de snaar te plaatsen, want dit blijft onveranderlijk daarop hangen, terwijl daarentegen, wanneer dergelijke strookjes papier op de buiken worden geplaatst, deze er door de trilling worden afgeworpen. Wordt de kam op ¼ van de lengte der snaar van een der uiteinden geplaatst, en dan dit ¼ ergens aangestreken, dan vormen zich even zoo in het overige ¾ twee knoopen en drie buiken, zoodat de snaar in vier gelijke deelen trilt. Dit kan op dezelfde wijze als hierboven is opgegeven door het plaatsen van papiertjes op de buiken en knoopen worden aangetoond. Want bij het aanstrijken worden de drie papiertjes van de buiken afgeworpen terwijl die op de knoopen blijven staan. Eene snaar kan aldus in 2, 3, 4, 5, 6 of meer gelijke deelen worden verdeeld, die alle denzelfden toon geven en meerdere knoopen en buiken hebben. Wordt er in de nabijheid eener gespannen snaar een muzikale toon aangegeven, dan komt zij, door tusschenkomst der lucht, in trilling en zij geeft zoo na mogelijk denzelfden toon of daarmede harmonieerenden aan.

Niet slechts snaren maar ook andere voorwerpen kunnen op de laatstgemelde wijze in medetrilling geraken. Een vlies of zeer dun papier, dat strak over een raampje is gespannen, trilt met iederen aangegeven toon mede. Het wordt daarbij, op dergelijke wijze als de snaren in buiken en knoopen verdeeld. De eerstgemelden nemen gedeelten van de oppervlakte van het vlies in en de knoopen zijn hier lijnen. Men kan zich daarvan

[p. 36]

overtuigen door op het vlies fijn zand te strooijen en dan verschillende sterke toonen aan te geven. Bij het mede-trillen van het vlies wordt het zand van de buiken weggeschoven en blijft in sierlijke strepen op de knooplijnen liggen.

Bij iederen toon trilt een gespannen vlies dus mede; het wordt daarbij in trillende deelen of buiken en in niet trillende deelen of knoopen verdeeld. Deze voorloopige ophelderingen zullen ons straks bij de verklaring der inrigting van den telephone te pas komen.

2^o. Het is bekend, dat eene week-ijzeren staaf, die met een geleidenden draad schroefvormig is omwonden, (doch zoodanig dat de draden elkander niet raken maar door eene niet geleidende stof zijn omhuld) oogenblikkelijk magnetisch wordt, wanneer er door dien draad een galvanische stroom wordt geleid. Die magnetische toestand der staaf houdt echter oogenblikkelijk op, zoodra de galvanische stroom wordt afgebroken. Men kan dien magnetischen toestand der staaf zoo dikwijls te voorschijn roepen als men wil, door telkens slechts den galvanischen stroom te sluiten en in den geleiddraad te doen rondloopen. Evenzoo kan men dien toestand zoo snel opeenvolgend als men verkiest doen ontstaan, door dit zeer schielijk achtereen te doen, ja zelfs kan dit eenige honderde malen in ééne seconde plaats hebben. Reeds in het jaar 1837 werd door den beroemden amerikaanschen natuurkundige Page opgemerkt, dat telkenreize wanneer de galvanische stroom werd afgebroken en dus de staaf van den toestand van magneet tot dien van gewoon ijzer terugkeerde, een geluid in de staaf onstond. Dit zeer zwakke geluid is te vergelijken bij een hoogen toon van eene muziekdoos.

Op de kennis van de beide hier beschreven eigenschappen: van gespannen vliezen om met iederen toon mede te trillen en van week-ijzeren staven om geluid te geven wanneer zij plotseling van den toestand van magneet tot dien van gewoon ijzer terugkeeren, berust nu de inrigting van den Telephone van Reis, dien wij thans nader gaan beschouwen.

De telephone bestaat uit vier hoofddeelen:

a.	eene galvanische batterij;
b.	eene of meer dunne met geïsoleerd geleiddraad omwonden ijzeren staafjes die geluid moeten geven of den toon ontvangen;
c.	de toestel waarin de stem van den spreker wordt opgenomen;

[p. 37]

d.	de geleiddraden, waardoor de galvanische stroom van het geluid-ontvangend naar het geluid-gevend ligchaam wordt voortgeleid.

fig. 1.

fig. 2.

De bijgevoegde houtsnee-figuren stellen de voornaamste deelen van den Telephone voor.

Tot het voortbrengen van geluiden door den Telephone is slechts eene zwakke galvanische batterij van twee, drie of vier elementen of cellen noodig. Wij moeten hier veronderstellen dat de inrigting en werking van zoodanige cellen bekend is. Het week-ijzeren staafje, fig. 1, dat door zijne trillingen het geluid op het station zal voortbrengen waar dit moet ontvangen worden, heeft de afmetingen eener gewone. breinaald. Het is met een of meer lagen dun koperdraad omwonden, dat met zijde of katoen is omsponnen, ten einde de windingen van elkander afgescheiden te houden. Dit laatste geschiedt met het doel, om den galvanischen stroom te noodzaken alle windingen te doorloopen en niet van de eene in de andere over te gaan. Ten einde het geluid te versterken is het aldus omwonden staafje of ijzerdraad op een regthoekig houten kastje gespannen waarvan het deksel zeer dun is, ten einde gemakkelijk te kunnen mede trillen en alzoo den toon te versterken.

De toestel, fig. 2, waarin de stem van den spreker wordt opgenomen en die tevens bestemd is om den stroom der galvanische batterij met groote snelheid achtereenvolgend te doen doorgaan en af te breken, bestaat uit een kistje dat omstreeks een kubus is. Een der opstaande zijden heeft eene opening, waaraan eene wijde korte

[p. 38]

buis is bevestigd, met de opening schuin naar boven gekeerd. Voor of tegen deze opening houdt men den mond als men wil spreken. Het deksel van dit kistje heeft eene ronde opening waarover een vlies is gespannen. Spreekt men nu voor de opening der genoemde buis dan komt de lucht die in het doosje is in trilling en deze wordt aan het vlies medegedeeld, waarbij dit steeds met de stem à l'unisson trilt. Op het vlies is een dun strookje bladtin of platina geplakt, dat van het midden naar den omtrek gaat. Aldaar is het met een geleiddraad verbonden die naar den sein-ontvanger, hiervoor beschreven, gaat.

Bovendien is er een kleine metalen winkelhaak, die in den regten hoek een uitstekend puntje van platina heeft, waarmede die hoek op het platina-strookje rust dat op het vlies geplakt en hiervoor beschreven is. De beide andere uiteinden van den winkelhaak rusten op den rand waarop het vlies is bevestigd. Deze beide einden hebben mede naar beneden uitstekende punten. Eene daarvan rust in eene uitholling aan den rand van het vlies, de andere rust in eene kleine holte waarin zich een droppel kwik bevindt. Van deze laatste holte gaat een geleiddraad naar de eene pool der galvanische batterij, terwijl van de andere pool een draad naar den sein-ontvangenden toestel loopt. De galvanische stroom heeft alsdan eene onafgebrokene geleiding. Zij gaat van de eene pool der batterij naar den sein-ontvanger, loopt rondom de staaf die geluid zal geven, van daar naar den seingever, voor welks zijdelingsche opening moet worden gesproken en door het reeds meermalen vermelde strookje bladtin of platina tot op het midden van het vlies. Voorts door het platina-puntje of stiftje dat daarop rust, dan door een der armen van den winkelhaak tot aan het kwikbakje op den rand van het vlies en van daar door den geleiddraad naar de andere pool der batterij. Wordt er nu voor de opening der zijdelingsche buis van den seingever gesproken, dan geraakt de daarin bevatte lucht en het vlies in trillingen die met den aangegeven toon à l'unisson zijn. Bij de trillingen van het vlies komt ook de punt van het winkelhaakje in trilling en springt bij iedere trilling op. De geleidende zamenhang der punt die midden op het vlies rust wordt bij iedere trilling verbroken en de galvanische stroom even zoo dikwijls. Bij iedere afbreking van den stroom in den seingever, geeft het ijzeren staafje van den seinontvanger een toon of geluid. Wordt er nu voor de opening van den seingever een toon aangegeven,

[p. 39]

die bijv. 800 trillingen in de seconde maakt, dan wordt de galvanische stroom even zoovele malen in eene seconde verbroken, en het ijzeren staafje geeft even zoovele malen een geluid. De gezamenlijke indruk dezer geluiden beantwoordt aan een toon van hetzelfde aantal trillingen in de seconde en aldus worden hooge en lage toonen met eene onnavolgbare getrouwheid overgebragt. Wordt er een volzin voor de opening van den seingever uitgesproken, dan hoort men op het verwijderd station door het staafje in denzelfden rythmus toonen van meerdere of mindere hoogte herhalen; doch de woorden zelf zijn, bij de tegenwoordige inrigting, nog onverstaanbaar, zoodat dit instrument den naam van spreektelegraaf nog niet verdient. Wordt er echter eene melodie gezongen, dan wordt die volkomen getrouw overgebragt. Het geluid van den telephone is zacht. Het heeft iets kinderlijks, maar de uitvinding is ook nog jong. Het is niet vooraf te bepalen tot welken graad van volkomenheid dit instrument door voortgezette onderzoekingen zal worden gebragt, doch indien wij eene vergelijking mogen maken tusschen dit werktuig en de photographie, en de eerste voortbrengselen van deze kunst met die der laatste jaren vergelijken, dan mogen wij hopen dat ook de telephone tot eene hoogere volkomenheid zal worden gebragt en wij mogen verwachten, dat eenmaal de tijd zal komen, waarop men zich met zijne vrienden en betrekkingen mondeling zal kunnen onderhouden op welken afstand zij ook van ons op de aarde geplaatst mogen zijn.