Podajte nedvoumen odgovor na vprašanje "Kdo je izumil računalnik?" pravzaprav ni tako preprosto. Tako kot pri mnogih drugih izumih je k pojavu računalnika prispevalo veliko ljudi, ki so delali v različnih državah, in na vprašanje, katera naprava je pravzaprav vredna, da se imenuje prvi računalnik, lahko daste različne odgovore. Torej, v tej objavi - o izumiteljih računalnika.
Kaj je računalnik? Računalnik po eni strani velja za nekakšno računalniško tehnologijo, vendar bi morala biti njegova pomembna značilnost zmožnost ne le izvajanja izračunov, čeprav zapletenih, temveč izvajanja poljubnega danega programa. To pomeni, da naprave, zasnovane za reševanje samo določenih nalog, ne ustrezajo definiciji računalnika; računalnik je univerzalna računalniška naprava, ki jo je mogoče programirati.
Zgodovina računalnikov se začne v 19. stoletju. Leta 1808 je francoski tkalec Joseph Marie Jacquard (ali Jacquard) izumil statve, ki je sposobna ne samo proizvajati tkanine, ampak je izdelovati tkanino s poljubnimi vzorci. Pravzaprav je šlo za programirljiv stroj. Vzorec je bil nastavljen s ploščami z luknjami, izvrtanimi v določenem vrstnem redu - luknjanimi karticami.
Luknjene kartice za stroj Jacquard
Leta 1832 je ruski izumitelj Semjon Nikolajevič Korsakov objavil projekt posebnih strojev za obdelavo informacij z luknjanimi karticami. Pravzaprav so bili stroji za baze podatkov. Vendar izum ni prejel uradne podpore, komisija, ki je obravnavala projekt, je izrazila mnenje, da je "gospod Korsakov porabil preveč uma, da bi druge naučil delati brez razloga."
Kdo je prišel do projekta prve programabilne računalniške naprave, torej računalnika? Ta človek je bil Anglež Charles Babbage... Babbage je bil izjemno vsestranska oseba, vendar je bil najbolj znan po svojih zasnovah računalnikov. Leta 1822 je izdelal stroj za računanje logaritmičnih tabel, ki je kasneje postal znan kot stroj z majhnimi razlikami. Nato se je Babbage odločil zgraditi popolno različico Difference Engine, prejel je subvencijo vlade, vendar ni izpolnil roka ali zneska financiranja. Namesto prvotnih treh let in 1.500 funtov je Babbage porabil 11 let in 17.000 funtov, vendar nikoli ni dokončal izdelave avtomobila. Šele leta 1991 so v Londonu za Babbageovo dvestoletnico izdelali delujočo različico tega razlikovalnega motorja.
Babbageov motor za razliko
Difference Engine je precej zapletena, a še vedno visoko specializirana računalniška naprava. Tega ne morete imenovati računalnik. Vendar je Babbage med delom na Difference Engine razvil projekt za še bolj zapleten in vsestranski analitični motor, ki je bil pravzaprav mehanski računalnik. Ta stroj je imel blok za shranjevanje številk in sama je lahko izvajala izračune s programom, napisanim na luknjanih karticah. Aja, stroj je bil preveč zapleten in si ga še danes navdušenci niso upali reproducirati.
V 19. in na začetku 20. stoletja se je razvoj računalniške tehnologije nadaljeval, vendar je bila še vedno namenjena visoko specializiranemu računalstvu. Leta 1936 je angleški matematik Alan Turing opisal abstraktni stroj, primeren za poljubno računanje. Opisani stroj se imenuje Turingov stroj. Pravzaprav je Turing opredelil merila, po katerih je bilo mogoče ugotoviti, ali je računski stroj univerzalen.
Alan Turing
Do poznih tridesetih let prejšnjega stoletja sta obstajali dve možnosti za gradnjo računalnikov. Pogosteje so bili elektromehanski stroji, ki so združevali električne in mehanske elemente. Šteli so zelo počasi - ena operacija je lahko trajala več sekund. Toda v tem času se je pojavil še en koncept - uporaba vakuumskih cevi kot elementov. Stroji z vakuumskimi cevmi - elektronski - so lahko šteli veliko hitreje, vendar so bile cevi drage in ne zelo zanesljive ter pogosto pregorele.
Prvi računalniki so se pojavili med poznimi tridesetimi in poznimi štiridesetimi leti. Vprašanje je le, katera naprava velja za prvi pravi računalnik? Razmislite o kandidatih.
1) Stroji Konrada Zuseja
Konrad Zuse je bil nemški inženir, ki se je na lastno pobudo lotil razvoja računalnikov. Leta 1938 je z lastnim denarjem razvil in izdelal prvi elektromehanski stroj, imenovan Z1, vanj implementiral možnost programiranja, vendar ni deloval zanesljivo. Leta 1939 se je začela druga svetovna vojna in Zuseja so poklicali na fronto, od koder se mu je uspelo vrniti in ustvariti drugo različico svojega avtomobila - Z2, v začetku leta 1941 pa Z3. Ti stroji so bili verjetno prvi elektromehanski računalniki, ki so dejansko delovali. Leta 1941 je bil Zuse ponovno vpoklican na fronto. Ne glede na to, kako je vodstvu Wehrmachta argumentiral pomen svojih računalnikov, ga niso hoteli poslušati. Šele po posredovanju podjetja Henschel, ki je proizvajalo letala, kjer je Zuse pred tem delal kot inženir, se mu je še vedno dovolilo, da se vrne k delu na svojih računalnikih. Predvidevali so, da bodo uporabljeni za izračun aerodinamičnih parametrov letal. Vodstvo Wehrmachta pa se je na razvoj odzvalo brez navdušenja in v njem ni videlo posebne vrednosti, financiralo ga je zelo nejevoljno. Naslednji model - Z4 Zuse je končal šele po vojni. Leta 1950 je ta model prodal v Švico.
Z3 (obnovljena kopija) v nemškem muzeju
Z3 je lahko bral program z luknjanega traku in v skladu z njim izvajal izračune. Vendar je bil ta stroj elektromehanski, zato je deloval zelo počasi in ni mogel eksplicitno izvajati pogojnih navodil za skok, ki veljajo za pomemben del računalniškega programa. Ali lahko Z3 štejemo za prvi računalnik na svetu, Konrada Zuseja pa za njegovega izumitelja? Nekateri ljudje mislijo, da ja, nekateri ne.
2) Računalnik Atanasoff-Berry
Leta 1942 ameriški matematik bolgarskega porekla Janez Atanasov in njegov pomočnik inženir Clifford Berry sta zgradila prvi 100 % elektronski računalniški stroj brez mehanskih delov. Ta stroj ni bil univerzalen in je bil namenjen predvsem reševanju linearnih enačb, kljub temu pa ga je leta 1973 ameriško zvezno okrožno sodišče priznalo kot "prvi računalnik". Morda bi iz tega stroja prišlo še kaj več, če Atanasov ne bi bil vpoklican v ameriško vojsko.
Računalnik Atanasoff-Berry
3) Britanske "bombe" in "Colossi"
Med drugo svetovno vojno so se Britanci soočili z nalogo dešifriranja nemških sporočil. Ročno je bilo nemogoče razbiti nemške šifre. Potem so se Britanci zatekli k uporabi računalnikov.
Leta 1940 v Veliki Britaniji po projektu Alan Turing je bil zgrajen prvi elektromehanski računalnik za dešifriranje nemške kode Enigma. Prejela je ime "Bomb". En tak stroj je tehtal 2,5 tone in da bi razvozlali čim več sporočil, so Britanci do leta 1944 izdelali 210 takšnih strojev.
"bomba"
Toda za prenos pomembnih sporočil so Nemci uporabili drugo, še bolj zapleteno kodo "Lorenz". Za dekodiranje je bil zasnovan in zgrajen zmogljiv elektronski računalnik, imenovan "Colossus" (v količini 10 kosov). Bil je programljiv in za svoj čas precej zmogljiv, a še vedno ni univerzalen, ampak visoko specializiran stroj. Colossus je zasnoval in zgradil angleški inženir Tommy Flowers.
4) ENIAC
Prepeljejo nas v ZDA. Leta 1943 so znanstveniki z univerze v Pensilvaniji John Mockley in John Eckert zasnovan za izdelavo močnega elektronskega računalnika. Domnevalo se je, da se bo uporabljal predvsem za izračun topniških tabel - dolgočasno in mukotrpno delo, ki ga je univerzi zaupala ameriška vojska. Prej so tabele izračunavali ljudje s seštevalnimi stroji, kar jim je vzelo veliko časa. Naprava je dobila ime ENIAC (eng. ENIAC), okrajšava za elektronski numerični integrator in kalkulator, in bi lahko opravil izračune 2400-krat hitreje kot oseba s seštevalnim strojem.
ENIAC
ENIAC je bil zgrajen do jeseni 1945. Vseboval je več kot 10 tisoč elektronskih cevi, tehtal je okoli 27 ton in porabil 150 kW električne energije. V tem času je izginila nujna potreba po izračunu topniških tabel in računalnik se je začel uporabljati za druge namene, na primer za izračun eksplozije vodikove bombe, aerodinamiko nadzvočnih letal in vremensko napoved.
ENIAC brez posebnih zadržkov lahko štejemo za pravi računalnik. To je bil popolnoma elektronski računalniški stroj splošnega namena, ki je pokazal ves potencial računalnikov. Poleg tega je ENIAC postal prvi dobro znan računalnik, informacije o strojih Zuseja in Atanasova so se pojavile pozneje, britanski dešifrirani računalniki pa so bili po Churchillovem ukazu razvrščeni (in skoraj vsi uničeni). Torej si je ENIAC verjetno prislužil naziv prvega računalnika na svetu.
Kljub temu delo z ENIAC-om še vedno ni bilo zelo priročno. Računalniško programiranje je potekalo s spreminjanjem položaja kablov in stikal, priprava na izračune pa je pogosto trajala veliko dlje kot sami izračuni. Pred zaključkom dela ameriški matematik John von Neumann predlagal uporabo arhitekture za prihodnje računalnike, ki vključuje shranjevanje navodil in podatkov v pomnilnik. Ta arhitektura je postala osnova za razvoj naslednjih računalnikov.
Naj povzamemo in končno odgovorimo, kdo je izumil računalnik. Nekako so sodelovali pri izumu in ustvarjanju prvih računalnikov:
- Charles Babbage je avtor prvega projekta (mehanskega) računalnika;
- Alan Turing - opisal shemo univerzalnega računalniškega stroja, oblikovalca britanskega dešifracijskega elektromehanskega računalnika "Bomb";
- Konrad Zuse - ustvarjalec prvega elektromehanskega programabilnega računalnika;
- John Atanasov - ustvarjalec prvega elektronskega neprogramirljivega računalnika;
- Tommy Flowers - oblikovalec britanskega dešifracijskega elektronskega računalnika "Colossus";
- John Mauchly in John Eckert - oblikovalca prvega univerzalnega elektronskega računalnika ENIAC;
- John von Neumann, eden od udeležencev razvoja prvih ameriških računalnikov, je predlagal arhitekturo, na kateri temelji struktura vseh sodobnih računalnikov.
V 19. stoletju, veliko pred pojavom elektrike, se je Anglež Charles Babbage tako približal razvoju osnovnih funkcij računalnika, da danes velja za očeta računalnika.
Prvi stroj, ki ga je oblikoval Babbage, diferencialni motor, je poganjal parni stroj. Izračunala je tabele logaritmov s konstantno diferenciacijo in rezultate zabeležila na kovinsko ploščo. Delovni model, ki ga je ustvaril leta 1822, je bil šestmestni kalkulator, ki je lahko izračunal in tiskal številčne tabele. Leta 1833 je Babbage napovedal, da namerava ustvariti močnejši večnamenski stroj, analitični motor. Nov stroj je bil zasnovan za izvajanje širokega spektra računalniških nalog s pomnilnikom sto 40-mestne številke. Ker je bil sestavljen iz množice zobnikov, je moral manipulirati s številkami, medtem ko je operater dajal navodila stroju, ali pa ga je z uporabo sodobne terminalologije programiral tako, da je preluknjal serijo kart.
Zamisel o kompostiranju kartic ali štancanju ni bila nova. Francoski tkalec Joseph Marie Jacquard je že uporabil metodo luknjenih kartic za avtomatsko statje. Jacquard je svojo tehnologijo izboljšal do te mere, da je bilo predenje enega kompleksnega vzorca svile izvedeno po programu, ki je bil začrtan na deset tisoč kartah. Žal preostala tehnologija tistega časa Babbageu ni omogočila, da bi oživel analitični motor, ki ga je zasnoval, čeprav je postavil temeljna načela sodobnega računalnika.
Diferencialni motor
Delovni model diferencialnega motorja, narejen iz Babbageovih zapiskov sto let po njegovi smrti, sije z bleščečimi zobniki in številčnicami.
Zasnova analitičnega motorja ima funkcije, ki jih je mogoče zlahka najti v sodobnem računalniku. Luknjene kartice nosijo ukaze in podatke; mehaniziran motor opravlja delo centralnega procesorja. Rezultat ali izhod se pošlje neposredno na natisnjene pomnilniške plošče.
Tudi neizkušen upravljavec tega stroja za predenje svile lahko nanj plete kompleksne svile, tako da preprosto vstavi prave luknjene karte.
Sviloprejka statva sledi vzorcu, določenemu v programu. Luknjene kartice so organizirane na enak način kot v programu.
Charles Babbage (1792-1871) je svoj genij posvetil ustvarjanju računalniškega stroja. Poleg tega je sodeloval pri ustanovitvi Royal Astronomical Society in zasedal isti stol kot dekan Oddelka za matematiko v Cambridgeu, kot Isaac Newton v svojem času.
Televizije danes ne moremo imenovati luksuzni predmet, kot je bilo pred 50 leti. Ta naprava je zdaj v vsakem domu. Ob njem se ob večerih in ob vikendih zbira vsa družina, ki je pravo središče zabave in prejemanja najnovejših informacij o dogajanju v državi in svetu. Ta kos pohištva se je tako poznal, da se zdi, kot da obstaja že od nekdaj. Toda ta dosežek znanstvenega in tehnološkega napredka ima svojo zgodovino videza. Ne bi bilo odveč, če bi omenili imena njegovih ustvarjalcev in se spomnili na dolgo pot njegovega razvoja.
Zgodovina odkritja televizorja
Pred pojavom televizorja je bilo nekaj zelo pomembnih in zanimivih dogodkov v svetu znanosti in tehnologije. Prav oni so omogočili ta izum, ki je zelo kmalu postal zelo pomemben dosežek, ki je popolnoma spremenil naše življenje.
Navajamo le najpomembnejša odkritja v znanosti, ki so vplivala na nastanek te naprave:
- ustvarjanje teorije svetlobnih valov - fizik Huygens, ki se je zapisal v zgodovino, je lahko razumel naravo svetlobe;
- odkritje elektromagnetnih valov - Maxwell;
- odkritje možnosti vplivanja na parametre električnega toka s spreminjanjem upora - prav to odkritje znanstvenika s priljubljenim imenom Smith je povezano s prvimi poskusi pri ustvarjanju televizijskih sistemov;
- odkritje vpliva svetlobe na elektriko - Aleksander Stoletov.
Mimogrede, Stoletov je imel čast ustvariti "električno oko" - tako se je takrat imenoval prototip sodobne fotocelice. Res je, da je fotoelektrični učinek prvi odkril Heinrich Hertz, vendar nikoli ni mogel ugotoviti, kako bi ta pojav uporabil v praksi. Stoletov je to storil namesto njega, zato velja za pionirja.
Pomembno si je tudi zapomniti, da so (približno istočasno) preučevali, kako svetloba vpliva na kemično sestavo določenih snovi. Posledično je bil odkrit fotoelektrični učinek in znanstveni skupnosti je postalo jasno, da sliko ni mogoče samo "risati" z elektromagnetnimi valovi, ampak jo je mogoče tudi prenašati na določeno razdaljo. In zanimanje znanstvenikov in tehnikov je spodbudil izum radia, ki je že takrat postal znan. Zdaj nič ni moglo ovirati napredka. Nastanek prve televizije je bil vnaprej določen.
Ko govorimo o tem, kdo je izumil televizijo, ki je čez nekaj časa postala najbolj priljubljeno in najpomembnejše sredstvo za širjenje in prejemanje informacij, ne moremo imenovati niti enega imena - pri njenem ustvarjanju je sodelovalo veliko ljudi.
Vse se je začelo z delom nemškega tehnika Paula Nipkowa, ki je leta 1884 ustvaril napravo, ki izvaja po vrsticah skeniranje poljubne slike, ki bi jo bilo mogoče prenesti na zaslon v obliki optično-mehanskega skeniranja. Naprava je bila mehanska in je dobila ime "Nipkov disk". Na njegovi podlagi je bila zasnovana prva elektromehanska naprava, ki jo že lahko imenujemo TV. Televizijski sistemi, ki temeljijo na disku Nipkow, so bili znani do tridesetih let prejšnjega stoletja.
Prvo slikovno cev je ustvaril Karl Brown. Poimenovali so jo "Brownova cev" in postala prototip sodobnih slikovnih cevi, ki so se uporabljale do pojava tekočih kristalov in plazemskih plošč.
Ko že govorimo o prvi napravi, ki jo že lahko imenujemo televizor, je treba spomniti na ime Škota Johna Byrda. Ustvaril je mehanski aparat na podlagi Nipkovega diska in ga dal v proizvodnjo. Byrd se je izkazal za zelo podjetnega človeka in njegova korporacija je uspevala v odsotnosti konkurentov. Res je, da njegove televizije niso imele zvoka, a kljub temu so uživale opazno priljubljenost. Signal je bil posredovan na precej dolgi razdalji - leta 1927 je bila organizirana povezava med Londonom in Glasgowom na razdalji približno 700 kilometrov. Vendar pa je prihodnost televizije ležala v elektronski cevi, ki jo je izumil Brown.
Kdo je izumil sodobno televizijo
Po svojem nastanku Brownova cev ni postala razširjena. Vendar se je nekaj let pozneje zanjo zanimal ruski znanstvenik Boris Rosing, ki je leta 1907 patentiral podobno napravo. V njegovih sistemih ni bilo mehanskih delov, zato jih lahko imenujemo prve popolnoma elektronske naprave.
In datum nastanka prvega televizorja z ikonoskopom (kot je njegov ustvarjalec Vladimir Zvorykin, Rosingov študent poimenoval cev), velja za leto 1933. Televizor je bil sestavljen v ameriškem laboratoriju znanstvenika, ki je po revoluciji zapustil Rusijo. Prav Zvorykin ima čast, da se imenuje ustvarjalec sodobne televizije. Zvorykinova TV je v množično proizvodnjo vstopila leta 1939. Naprava je imela zaslon velikosti 3x4 cm.
Prvo napravo, ki je nadomestila mehanski disk Nipkow, je ustvaril Američan Francois Philo Taylor in se je imenoval Image Dissector. Naprava je sliko skenirala kot Nipkow disk in jo razdelila na električne signale, ki so jih že lahko prenašali. Zgradil je tudi prvi popolnoma elektronski sistem, ki je bil javnosti predstavljen leta 1934.
Po tej seriji izumov so se eksperimenti pri ustvarjanju in razvoju televizijskih sistemov razširili po vsem svetu.
Barvni TV
Sprva so se znanstveniki in tehniki soočili z nalogo prenosa slik. Seveda so bile prve bolj ali manj kakovostne slike upodobljene v poltonih, le malo ljudi je razmišljalo o barvnem upodabljanju. In vendar ideja o prenosu barvne slike na daljavo ni zapustila umov znanstvenikov in tehnikov. Prvi poskusi so bili izvedeni v času, ko so na trgu prevladovali Byrdovi mehanski sprejemniki. Prve študije je znanstveni skupnosti predstavil Hovhannes Adamyan. Na samem začetku 20. stoletja je patentiral napravo, ki je delovala v dveh barvah.
Leta 1928 je bil predstavljen prvi aparat, ki je bil sposoben zaporedoma prenašati barvno sliko za tremi barvnimi filtri. Ta naprava je postala prototip sodobnega polnobarvnega televizorja.
Pravi napredek na tem področju se je začel po drugi svetovni vojni. Vsa sredstva držav so bila porabljena za obnovo gospodarstva, ki ga je prizadela vojna, in za izboljšanje kakovosti življenja prebivalstva. Za prenos slike so začeli uporabljati valove v decimetrskem območju.
Ameriški sistem Triniscope, ki je bil javnosti predstavljen leta 1940, je postal osnova za nadaljnje raziskave na tem področju. Delala je na podlagi treh slikovnih cevi, od katerih je vsaka vzela samo barvo, ki ji je namenjena. Rezultat je bila barvna slika.
Po tem napredka na področju barvne televizije ni bilo mogoče ustaviti.
Ustvarjanje televizije v ZSSR
Sovjetska zveza je v razvoju televizije in raziskav glede prenosa slike nekoliko zaostajala za drugimi naprednimi državami. To so olajšale zlasti težave v gospodarstvu države, ki jih je povzročila velika domovinska vojna.
Prvi poskusi pri prenosu televizijskih slik so se zgodili že leta 1931. Prvi televizor je bil sestavljen na plošči Nipkov. Proizveden je bil v Leningradskem obratu "Kominterna" in ni bil samostojna naprava, temveč sprejemnik, ki ga je bilo treba povezati z radijskim sprejemnikom. Televizor je imel zaslon 3x4 cm.
Inženirji po vsej državi so naprave sestavljali sami. V ta namen so bila natančna navodila objavljena celo v reviji Radiofront. Postopek montaže je bil izjemno preprost, zato so se prve televizije te vrste pojavile v sovjetskih družinah.
Kako se je pojavila prva televizija
Bolj ali manj redno televizijsko oddajanje se je v ZSSR pojavilo leta 1931 po zagonu radijske postaje na srednjih valovih. Sprva je signal sprejemalo le tri ducate mehanskih naprav, a so občinstvo bistveno razširili z "domačimi izdelki". Tu so glavni mejniki v razvoju televizije v ZSSR:
- 1949: obvladovanje proizvodnje množičnih televizijskih sprejemnikov KVN s katodno cevjo;
- 1951: ustanovitev Centralne televizije Državne televizijske in radijske družbe;
- 1959: poskusi z barvnim televizijskim oddajanjem;
- 1965: Prvi satelit, ki je oddajal signal po vsej državi.
TV studii so se začeli pojavljati ne samo v Moskvi, ampak tudi v drugih velikih mestih v državi. Pojavil se je cel spekter TV programov najrazličnejših smeri. Industrija je proizvajala vse več sodobnih televizijskih sprejemnikov. In vse to je vodilo do nastanka sodobnega televizijskega okolja, ki ga imamo danes.
Okoli tega vprašanja je veliko govora in neutemeljenih sporov. Kdo je izumil žarnico z žarilno nitko? Nekateri trdijo, da je to Lodygin, drugi pa Edison. Toda vse je veliko bolj zapleteno, ukvarjajmo se s kronologijo zgodovinskih dogodkov.
Obstaja veliko načinov za pretvorbo električne energije v svetlobno energijo. Sem spadajo žarnice z obločnim principom delovanja, sijalke na praznjenje v plinu in tiste, pri katerih je vir sijaja grelna žarilna nitka. Pravzaprav lahko žarnico z žarilno nitko štejemo tudi za umetni vir svetlobe, saj uporablja učinek segretega prevodnika, skozi katerega teče tok. Kot žareč element najpogosteje deluje kovinska spirala ali ogljikova nitka. Poleg prevodnika zasnova žarnice vključuje žarnico, tokovni vodnik, varovalko in podstavek. Vendar pa vse to že vemo. Toda ne tako dolgo nazaj je bil čas, ko se je več znanstvenikov hkrati razvijalo na področju umetnih virov svetlobe in se borilo za naziv izumitelja žarnice.
Kronologija izuma
Ob branju celotnega članka spodaj je zelo priročno pogledati to tabelo:
| 1802 g. | Električni lok Vasilija Petrova. |
| 1808 g. | Humphrey Davy je opisal električni obločni razelektritev med dvema ogljikovima palicama, s čimer je nastala prva svetilka. |
| 1838 g. | Belgijski izumitelj Jobar je ustvaril prvo žarnico z žarilno nitko z ogljikovim jedrom. |
| 1840 g. | Warren de la Rue je ustvaril prvo platinasto spiralno žarnico. |
| 1841 g. | Anglež Frederic de Molane je patentiral svetilko s platinasto žarilno nitko in ogljikovim polnilom. |
| 1845 g. | King je platinasti element zamenjal z ogljikovim. |
| 1845 g. | Nemec Heinrich Goebel je ustvaril prototip sodobne žarnice. |
| 1860 g. | Anglež Joseph Swan (Swan) je prejel patent za svetilko z karbonskim papirjem. |
| 1874 g. | Aleksander Nikolajevič Lodygin je patentiral svetilko z ogljikovo palico. |
| 1875 g. | Vasilij Didrikhson je izboljšal svetilko Lodygin. |
| 1876 g. | Pavel Nikolajevič Yablochkov je ustvaril kaolinsko svetilko. |
| 1878 g. | Angleški izumitelj Joseph Wilson Swan je patentiral žarnico iz ogljikovih vlaken. |
| 1879 g. | Američan Thomas Edison je patentiral svojo svetilko s platinasto žarilno nitko. |
| 1890 g. | Lodygin ustvarja svetilke z volframovimi in molibdenskimi žarnicami. |
| 1904 g. | Sandor Yust in Franjo Hanaman sta patentirala svetilko z volframovo nitko. |
| 1906 g. | Lodygin je začel proizvodnjo svetilk v ZDA. |
| 1910 g. | William David Coolidge je izpopolnil metodo proizvodnje volframovih filamentov. |
Če želite resnično razumeti, vam toplo priporočamo, da preberete celoten članek.
Prve pretvorbe energije v svetlobo
V 18. stoletju se je zgodilo pomembno odkritje, ki je pomenilo začetek ogromne serije izumov. Zaznan je bil električni tok. Na prelomu naslednjega stoletja je italijanski znanstvenik Luigi Galvani izumil metodo za generiranje električnega toka iz kemikalij - voltnega pola ali galvanskega elementa. Že leta 1802 je fizik Vasilij Petrov odkril električni lok in ga predlagal kot svetlobno napravo. Po 4 letih je kraljeva družba zagledala električno svetilko Humphrey Davy, ki je osvetlila sobo zaradi isker med palicami premoga. Prve obločne svetilke so bile presvetle in drage, zaradi česar niso bile primerne za vsakodnevno uporabo.
Žarnica z žarilno nitko: prototipi
Prvi razvoj razsvetljave z žarilno nitko se je začel sredi 19. stoletja. Torej, v 1838 Belgijski izumitelj Jobar je predstavil projekt žarnice z žarilno nitko z ogljikovim jedrom. Čeprav čas delovanja te naprave ni presegal pol ure, je priča o tehnološkem napredku na tem področju. V 1840 V 19. stoletju je Warren de la Rue, angleški astronom, izdelal platinasto spiralno žarnico, prvo spiralno žarnico z žarilno nitko v zgodovini elektrotehnike. Izumitelj je spustil električni tok skozi vakuumsko cev s tuljavo platinaste žice, ki je bila nameščena vanjo. Zaradi segrevanja je platina oddajala svetel sijaj, skoraj popolna odsotnost zraka pa je omogočila uporabo naprave v vseh temperaturnih pogojih. Zaradi visokih stroškov platine za komercialne namene je bila uporaba takšne svetilke nelogična, tudi ob upoštevanju njene učinkovitosti. Vendar pa je bil v prihodnosti vzorec te žarnice, ki se je začel šteti za prednika drugih žarnic z žarilno nitko. Warren de la Rue nekaj desetletij pozneje (v 1860 -x) začeli aktivno preučevati pojav sijaja plinskega razelektritve pod vplivom toka.
V 1841 leta je Anglež Frederic de Molane patentiral svetilke, ki so bile žarnice s platinasto žarilno nitko, napolnjeno z ogljikom. Vendar preizkusi, ki jih je opravil leta 1844 glede dirigentov, niso bili kronani z uspehom. To je bilo posledica hitrega taljenja platinaste filamente. Leta 1845 je drugi znanstvenik, King, zamenjal platinaste elemente žarnice z ogljikovimi palicami in prejel patent za svoj izum. V istih letih je v tujini, v ZDA, John Starr patentiral žarnico z vakuumsko kroglo in ogljikovim gorilnikom.
V 1854 -m leto Nemški urar Heinrich Goebel je izumil napravo, ki velja za prototip sodobnih žarnic. Pokazal ga je na razstavi elektrotehnike v ZDA. To je bila vakuumska žarnica, ki je bila res primerna za najrazličnejše aplikacije. Heinrich je kot vir svetlobe predlagal uporabo bambusove niti, ki je bila zogleljena. Namesto bučke je znanstvenik vzel preproste steklenice toaletne vode. Vakuum v njih je nastal z dodajanjem in vlivanjem živega srebra iz bučke. Pomanjkljivost izuma je bila pretirana krhkost in čas delovanja le nekaj ur. V letih aktivnega raziskovalnega življenja Göbel ni mogel doseči ustreznega priznanja v družbi, vendar je bil pri 75 letih imenovan za izumitelja prve praktične žarnice z žarilno nitko na osnovi ogljikove nitke. Mimogrede, prav Göbel je prvi uporabil razsvetljavo v reklamne namene: potoval je po New Yorku na vozičku, okrašenem z žarnicami. Na privlačni invalidski voziček je bil od daleč nameščen teleskop, skozi katerega mu je znanstvenik za določeno plačilo omogočil ogled zvezdnega neba.
Prvi rezultati
Najučinkovitejše rezultate na področju pridobivanja vakuumske žarnice je dosegel slavni kemik in fizik iz Anglije - Joseph Swan (Swan). V 1860 leto pozneje je prejel patent za svoj izum, čeprav svetilka ni zdržala prav dolgo. To je bilo posledica uporabe ogljikovega papirja - po sežiganju se je hitro spremenil v drobtine.
Sredi 70. let. V 19. stoletju je vzporedno z Labodom ruski znanstvenik patentiral tudi več izumov. Izumen znanstvenik in inženir Alexander Lodygin je izumil leta 1874 leto žarnica z žarilno nitko, v kateri je bila za ogrevanje uporabljena ogljikova palica. Poskuse pri študiju svetlobnih naprav je začel leta 1872, medtem ko je bil v St. Posledično je bilo po zaslugi bankirja Kozlova ustanovljeno društvo za izkoriščanje žarnic s premogom. Za svoj izum je znanstvenik prejel nagrado na Akademiji znanosti. Te svetilke so bile takoj uporabljene za ulično razsvetljavo in zgradbo Admiraliteta.
Aleksander Nikolajevič Lodygin
Lodygin je bil tudi prvi, ki se je domislil uporabe volframovih ali molibdenskih filamentov, zvitih v spiralo. TO 1890 -m let Lodygin je imel na rokah več vrst svetilk z žarilno nitko iz različnih kovin. Predlagal je črpanje zraka iz žarnice, da bi bil proces oksidacije počasnejši, kar pomeni, da je bila življenjska doba žarnice daljša. Prva komercialna svetilka s spiralno oblikovano volframovo nitko v Ameriki je bila kasneje izdelana tik pod Lodyginovim patentom. Izumil je celo plinske žarnice, napolnjene z ogljikovo nitko in dušikom.
Lodyginova ideja 1875 leto je izboljšal še en ruski mehanik-izumitelj Vasilij Didrikhson. Izdeloval je premog z zogleljenjem lesenih valjev v grafitnih lončkih. Prav on je bil prvi, ki je lahko izčrpal zrak in v žarnico namestil več kot eno žarilno nitko, tako da, ko pregori, pride do zamenjave. Takšno svetilko so izdelali pod vodstvom Kohna, velika trgovina s perilom in podvodni kesoni pa so jo začeli osvetljevati med gradnjo mostu v Sankt Peterburgu. Leta 1876 je svetilko izboljšal Nikolaj Pavlovič Bulygin. Znanstvenik je segrel le en konec premoga, ki se je med procesom zgorevanja nenehno raztezal. Vendar je bila naprava zapletena in draga.
V 1875-76 dvoletju Inženir elektrotehnike Pavel Yablochkov je pri izdelavi električne sveče odkril, da kaolin (vrsta bele gline) dobro prevaja elektriko, ko je izpostavljen visokim temperaturam. Iznašel je kaolinsko žarnico z žarilno nitko iz primernega materiala. Posebnost te svetilke je dejstvo, da za njeno delovanje ni bilo treba namestiti kaolinske niti v vakuumsko bučko - ostal je delujoč, ko je prišel v stik z zrakom. Pred ustvarjanjem žarnice je bilo znanstvenikovo dolgo delo na obločnih žarnicah v Parizu. Nekoč je Yablochkov obiskal lokalno kavarno in opazoval, kako je natakar razporedil jedilni pribor, prišel na novo idejo. Odločil se je, da bo ogljikove elektrode postavil vzporedno drug z drugim in ne vodoravno. Vendar je obstajala nevarnost, da ne bi izgorel samo lok, ampak tudi prevodne sponke. Dilemo smo rešili z dodajanjem izolatorja, ki je po elektrodah postopoma pregorel. Ta izolator je postala bela glina. Da bi lučka prižgala, je bil med elektrodami nameščen mostiček iz premoga, neenakomerno izgorevanje samih elektrod pa je bilo z uporabo alternatorja minimalizirano.
Yablochkov je svoj izum predstavil na tehnološki razstavi v Londonu v 1876 leto. Leto pozneje je eden od Francozov, Deneiruz, ustanovil delniško družbo za raziskave svetlobnih tehnologij Yablochkov. Sam znanstvenik je malo verjel v prihodnost žarnic z žarilno nitko, vendar so bile električne sveče Yablochkova zelo priljubljene. Za uspeh je poskrbela ne le nizka cena, ampak tudi čas gorenja 1,5 ure. Zahvaljujoč temu izumu so se pojavile luči z nadomestnimi svečami, ulice pa so postale veliko bolje osvetljene. Res je, pomanjkljivost takšnih sveč je bila prisotnost le spremenljivega svetlobnega toka. Malo kasneje je fizik iz Nemčije Walter Nernst razvil žarnico po enakem principu, vendar je žarilno nitko izdelal iz magnezijevega oksida. Svetilko so prižgali šele po segrevanju žarilne nitke, za kar so uporabili najprej vžigalice, nato pa električne grelnike.
Boj za patente
Do konca 1870-ih. raziskovalno dejavnost je začel izjemni inženir in izumitelj Thomas Edison, ki je živel v ZDA. V procesu ustvarjanja svetilke je preizkušal različne kovine za filamente. Sprva je znanstvenik verjel, da je rešitev problema žarnic lahko posledica njihovega samodejnega izklopa pri visokih temperaturah. Toda ta ideja ni delovala, saj je nenehno izklapljanje hladne svetilke vodilo le do prejemanja utripajočega sevanja. Obstaja različica, da je konec 70. Poročnik ruske flote Khotinski je prinesel več Lodyginovih žarnic in jih pokazal Edisonu, kar je vplivalo na njegov nadaljnji razvoj.
Ne osredotočajoč se na svoje dosežke v Angliji, je Joseph Swan, že takrat znan v znanstvenih krogih, leta 1878 patentiral žarnico iz ogljikovih vlaken. Postavljena je bila v redko atmosfero s kisikom, tako da je bila svetloba zelo svetla. V enem letu se je električna razsvetljava pojavila v večini domov v Angliji.
Thomas Alva Edison
Medtem je Thomas Edison najel Francisa Uptona za delo v njegovem laboratoriju. Skupaj z njim so se materiali začeli natančneje preizkušati, pozornost pa je bila usmerjena na pomanjkljivosti prejšnjih patentov. Leta 1879 je Edison patentiral svetilko s platinasto osnovo, leto kasneje pa je znanstvenik ustvaril svetilko z ogljikovimi vlakni in neprekinjenim delovanjem 40 ur. Med svojim delom je Američan opravil 1500 testov in je lahko ustvaril tudi vrtljivo stikalo za gospodinjstvo. Thomas Edison načeloma ni naredil nobenih novih sprememb na žarnici Lodygin. Samo velik delež zraka je bil izčrpan iz njegove steklene krogle z ogljikovo nitjo. Še pomembneje je, da je ameriški znanstvenik razvil supersistem za žarnico, izumil vijačno podlago, kartušo in varovalke ter nato organiziral množično proizvodnjo.
Novi svetlobni viri so lahko izpodrinili plin, sam izum pa se je nekaj časa imenoval svetilka "Edison-Swan". Leta 1880 je Thomas postavil najbolj natančno vrednost vakuuma, ki je ustvarila najbolj stabilen brezzračni prostor. Zrak je bil evakuiran iz žarnice z živosrebrno črpalko.
Do konca leta 1880 so lahko bambusova vlakna v žarnicah gorela približno 600 ur. Ta material iz Japonske je bil priznan kot najboljša organska komponenta ogljika. Ker so bile bambusove niti precej drage, je Edison predlagal, da bi jih naredili iz bombažnih vlaken, obdelanih na posebne načine. Prva podjetja, ki so gradila velike električne sisteme, so bila ustanovljena v New Yorku leta 1882. V tem obdobju je Edison celo tožil Swana zaradi kršitve avtorskih pravic. Toda na koncu so znanstveniki ustvarili skupno podjetje "Edison-Swan United", ki je hitro preraslo v svetovno vodilno podjetje v proizvodnji žarnic.
Thomas Edison je v svojem življenju uspel pridobiti 1093 patentov. Med njegovimi znanimi izumi: fonograf, kinetoskop, telefonski oddajnik. Nekoč so ga vprašali, ali je škoda narediti napake 2 tisoč krat, preden je ustvaril žarnico. Znanstvenik je odgovoril: "Nisem se zmotil, vendar sem odkril 1999 načinov, kako ne narediti žarnice."
Kovinski filamenti
Konec 1890-ih let. začele se pojavljati nove žarnice. Tako je Walter Nernst predlagal izdelavo filamentov iz posebne zlitine, ki je vključevala okside magnezija, itrija, torija in cirkonija. V Auerjevi sijalki (Karl Auer von Welsbach, Republika Avstrija) je bil oddajnik svetlobe osmijeva nitka, v Boltonovi in Feuerleinovi žarnici pa tantal. Alexander Lodygin je leta 1890 patentiral žarnico z žarilno nitko, kjer je bila uporabljena hitro segreta volframova žarilna nitka (uporabljenih je bilo več ognjevzdržnih kovin, vendar je imel po rezultatih raziskav najboljšo zmogljivost volfram). Omeniti velja, da je 16 let pozneje vse pravice do svojega revolucionarnega izuma prodal industrijskemu velikanu General Electric, podjetju, ki ga je ustanovil veliki Thomas Edison.
Vendar pa sta v zgodovini elektrotehnike znana dva patenta za volframovo žarnico - leta 1904 je duet znanstvenikov Sandorja Justa in Franja Hanamana registriral izum, podoben Lodyginskemu. Leto pozneje se je začela množična proizvodnja teh svetilk v Avstro-Ogrski. Kasneje je General Electric začel proizvajati žarnice z inertnimi plini. Znanstveniku iz te organizacije Irvingu Langmuirju je leta 1909 uspelo posodobiti Lodyginov izum tako, da mu je dodal argon, da bi podaljšal življenjsko dobo in povečal svetlobno moč.
Leta 1910 je William Coolidge izboljšal postopke industrijske proizvodnje volframovih filamentov, nakar se je začela proizvodnja svetilk ne le z žarilnim elementom v obliki spirale, temveč tudi v obliki cikcak, dvojne in trojne vijačnice.
Nadaljnji izumi
- Od nastanka prvih električnih naprav za razsvetljavo so se nenehno izvajale študije lastnosti plinskih svetilk, vendar do začetka 20. stoletja znanstveniki zanje niso pokazali veliko zanimanja. Primer je dejstvo, da so bili najzgodnejši primitivni prototipi živosrebrnih svetilk izdelani v Veliki Britaniji v 1860-ih, vendar je Peter Hewitt šele leta 1901 izumil nizkotlačno živosrebrno sijalko. Pet let pozneje so šli v proizvodnjo analogi visokega tlaka. In leta 1911 je Georges Claudi, kemijski inženir iz Francije, svetu pokazal neonsko luč, ki je takoj postala središče pozornosti vseh oglaševalcev.
- V 1920-40 letih. izumili so natrijeve sijalke, fluorescenčne in ksenonske sijalke. Nekateri od njih so se začeli množično proizvajati celo za uporabo v gospodinjstvu. Do danes je znanih približno 2 tisoč vrst svetlobnih virov.
- V ZSSR je bilo pogovorno ime žarnice z žarilno nitko besedna zveza "Ilyichova žarnica". Prav ta idiom je postal znan kmetom in kolektivnim kmetom v času univerzalne elektrifikacije. Leta 1920 je Vladimir Lenin obiskal eno od vasi, da bi zagnal elektrarno, nato pa se je pojavil izraz. Vendar je bil ta izraz prvotno uporabljen za označevanje načrta za elektrifikacijo kmetijstva, mest in vasi. Ilyichova žarnica je bila vložek, ki je bil prosto obešen z žico s stropa in visel brez plafona. Zasnova kartuše je vključevala tudi stikalo, ožičenje pa je bilo položeno na odprt način vzdolž sten.
- LED svetilke so bile razvite v 60. letih. za industrijske namene. Imeli so nizko moč in niso mogli ustrezno osvetliti območja. Vendar pa danes prav ta smer velja za najbolj obetavno.
- Leta 1983 so se pojavile kompaktne fluorescenčne žarnice. Njihov izum je bil še posebej pomemben glede na potrebo po varčevanju z energijo. Poleg tega ne potrebujejo dodatne opreme za zagon in se prilegajo standardnim nosilcem žarnic.
- Ne tako dolgo nazaj sta dve ameriški podjetji naenkrat ustvarili fluorescenčne sijalke za potrošnike z zmožnostjo čiščenja zraka in odstranjevanja neprijetnih vonjav. Njihova površina je prekrita s titanovim dioksidom, ki ob obsevanju sproži fotokatalitično reakcijo.
Video o tem, kako v starih tovarnah izdelujejo žarnice z žarilno nitko.
Kljub temu, da televizor ni luksuzni predmet, se morate spomniti, kdaj in kdo ga je izumil. Pojav sodobne naprave dolgujemo znanstvenikom po vsem svetu. Zahvaljujoč njim je ta naprava postala znana stvar v vsakem domu.
Pred nastankom televizorja so bila naslednja pomembna odkritja:
- Fizik Huygens je odkril teorijo svetlobnih valov.
- Znanstvenik Maxwell je dokazal prisotnost elektromagnetnih valov.
- Poskusi s televizijskimi sistemi so se začeli, ko je znanstvenik Smith odkril možnost spreminjanja električnega upora.
- Aleksander Stoletov je pokazal vpliv svetlobe na elektriko. Razvil je »električno oko« – podobnost današnjim fotocelicam.
Skupaj s to raziskavo so znanstveniki po vsem svetu preučevali vpliv svetlobe na kemično sestavo elementov in odkrili fotoelektrični učinek. Ljudje so izvedeli, da je sliko mogoče videti z uporabo elektromagnetnih valov in da se ta slika prenaša. Do takrat je bil radio že izumljen.
Ko govorimo o tem, kdo je izumil prvo televizijo, ne moremo imenovati samo enega priimka, saj je veliko ljudi sodelovalo pri razvoju in razvoju televizije. Zgodovina sprejemnikov, ki oddajajo zvok in sliko, se začne z ustvarjanjem Nipkow diska, ki skenira sliko vrstico za vrstico. Izumil ga je tehnik iz Nemčije Paul Nipkov.
Karl Brown je razvil prvo slikovno cev in jo poimenoval "Brownova cev". Vendar ta izum ni bil patentiran in ni bil takoj uporabljen za prenos slike. Minilo je nekaj let, dokler so gledalci videli televizijski sprejemnik, katerega višina in širina zaslona sta bila enaka 3 cm, hitrost sličic pa deset na sekundo.
Britanski inženir John Loogie Byrd je izumil mehanski sprejemnik, ki deluje brez zvoka. Čeprav je bila slika dovolj jasna. Kasneje je znanstvenik ustvaril podjetje Baird, ki je dolgo časa proizvajalo televizorje na trgu v odsotnosti konkurence.
Kdo velja za ustvarjalca televizije
Prva TV je nastala po zaslugi Borisa Rosinga. S pomočjo katodne cevi je prejel tele-sliko pik in figur. To je bil velik korak naprej, ki je omogočil pojav prvega elektronskega televizijskega sprejemnika. Žarek je bil pometen v cevi z uporabo magnetnih polj, svetlost je bila nadzorovana s kondenzatorjem.
Posel fizika je nadaljeval njegov študent Vladimir Zvorykin, ki je leta 1932 patentiral izumljeno televizijo z uporabo elektronske tehnologije. Verjame se, da je ustvaril prvo televizijo.
Slavni inženir se je rodil v provinci Vladimir. Študiral je v Rusiji, kasneje pa je emigriral v ZDA. Zvorykin je odprl prvo elektronsko televizijsko postajo v prestolnici, ko je podpisal pogodbo z RCA. Ima več kot sto patentov za različne izume, znanstvenik ima ogromno nagrad. Umrl je konec 20. stoletja, po njegovi smrti je bil posnet dokumentarni film "Zvorykin-Muromets".
Danes si lahko v Moskvi in Muromu ogledate spomenike v čast "očetu televizije". Po njem sta poimenovana ena od ulic v mestu Gusev in nagrada za dosežke na področju televizije.
Pojav televizije v ZSSR
Prva izkušnja s televizijskim oddajanjem v Sovjetski zvezi se je zgodila aprila 1931. Sprva so projekcije potekale kolektivno na določenih mestih, v vsaki družini so se kasneje začeli pojavljati televizijski sprejemniki. Prvi TV sprejemnik, ustvarjen na Nipkovem disku, je proizvedel Leningradski obrat "Kominterna". Naprava je bila videti kot set-top box z zaslonom 4 x 3 cm in je bila povezana z radijskim sprejemnikom. Izumitelji Sovjetske zveze so začeli sami sestavljati mehanske modele naprav in v domovih so se pojavili prvi televizorji. Navodila za sestavljanje takšnih televizorjev v ZSSR so bila objavljena v reviji Radiofront.
V začetku 20. stoletja so se pojavile prve oddaje programa z zvokom. Dolgo je obstajal samo en kanal - Prvi. Med drugo svetovno vojno je bilo delo kanala prekinjeno. Po koncu vojne se je pojavila elektronska televizija in kmalu je začel oddajati Drugi kanal.
Izdelava barvnega TV-ja
Vsi ne vedo, kdaj so se pojavili prvi barvni televizorji, ki so že dolgo v vsaki družini. Poskusi izdelave naprave z barvnim zaslonom so se izvajali že od časov mehanskih oddajnih naprav. Svoje raziskave na tem področju je prvič predstavil Hovhannes Adamyan, ki je v začetku 20. stoletja patentiral dvobarvno napravo za prenos signalov.
Če govorimo o tem, kdaj je bil izumljen barvni sprejemnik, je treba omeniti delo Johna Loughyja Byrda. Leta 1928 je sestavil sprejemnik, ki je s tribarvnim svetlobnim filtrom oddajal slike eno za drugo. Upravičeno velja za ustvarjalca barvne televizije.
Prvi barvni televizor na svetu so izumili Američani sredi 20. stoletja. Te naprave je izdelal RCA. Tudi takrat jih je bilo mogoče prosto kupiti na kredit. V Sovjetski zvezi je bil barvni televizor predstavljen nekoliko pozneje, kljub dejstvu, da se je razvoj naprave začel pod Zvorykinom. To je bil "Ruby", ki je kasneje postal množična televizija.
Na vprašanje "kdo je ustvaril TV sprejemnik" ni enoznačnega odgovora. Vendar pa na podlagi prevladujočih stališč in dostopnih dejstev Vladimir Zvorykin velja za ustanovitelja televizije. Če govorimo o letu, v katerem je bila televizija izumljena, potem velja za leto 1923, ko je Zvorykin zaprosil za televizijski patent.
Danes je televizija del našega življenja in norma, nastajajo novi modeli naprav, ki se popolnoma razlikujejo od prvih televizorjev. Njihovi zasloni se merijo v desetinah centimetrov. Kakovost oddajanja se je močno povečala in postala digitalna. Televizija je v zadnjih 20 letih naredila velik korak naprej in se bo zagotovo še naprej razvijala. In za vse to hvala tistemu, ki je izumil televizijo.
(Obiskano 89-krat, 14 obiskov danes)