Charles Wheatstone - Charles Wheatstone


Charles Wheatstone
Wheatstone Charles dibujo 1868.jpg
Wheatstone,
dibujado por Samuel Laurence en 1868
Nació ( 02-06 1802 )6 de febrero de 1802
Barnwood , Gloucestershire , Inglaterra
Murió 19 de octubre de 1875 (19/10/1875)(73 años)
París , Francia
Conocido por Puente de
Wheatstone Cifrado de Wheatstone-Playfair
Sistema de
Wheatstone Telégrafo de Wheatstone ABC Telégrafo de
Cooke y Wheatstone Potenciómetro de
caleidófono Pseudoscopio Estereoscopio Primeras contribuciones a la espectroscopia



Premios Medalla Real (1840, 1843)
Medalla Albert (1867)
Medalla Copley (1868)
Carrera científica
Los campos Física
Instituciones King's College de Londres

Sir Charles Wheatstone / w i t s t ə n / NIF FRSE DCL LLD (6 febrero 1802 a 19 octubre 1875), fue un científico e inventor Inglés de muchos avances científicos de la época victoriana , incluyendo el acordeón Inglés , el estereoscopio ( un dispositivo para mostrar imágenes tridimensionales) y el cifrado de Playfair (una técnica de cifrado ). Sin embargo, Wheatstone es mejor conocido por sus contribuciones en el desarrollo del puente de Wheatstone , originalmente inventado por Samuel Hunter Christie , que se utiliza para medir una resistencia eléctrica desconocida y como una figura importante en el desarrollo de la telegrafía .

Vida

Charles Wheatstone nació en Barnwood , Gloucestershire . Su padre, W. Wheatstone, era un vendedor de música en la ciudad, que se trasladó a 128 Pall Mall, Londres, cuatro años más tarde, convirtiéndose en profesor de flauta. Charles, el segundo hijo, fue a una escuela del pueblo, cerca de Gloucester, y luego a varias instituciones en Londres. Uno de ellos estaba en Kennington , y lo guardaba una señora Castlemaine, que estaba asombrada por su rápido progreso. De otro se escapó, pero fue capturado en Windsor , no lejos del teatro de su telégrafo práctico. De niño era muy tímido y sensible, le gustaba retirarse a un ático, sin más compañía que sus propios pensamientos.

Concertina inglesa de Wheatstone

Cuando tenía unos catorce años fue aprendiz de su tío y tocayo, un fabricante y vendedor de instrumentos musicales en 436 Strand, Londres; pero mostraba poco gusto por la artesanía o los negocios, y le gustaba más estudiar libros. Su padre lo animó en esto y finalmente lo liberó del cuidado del tío.

A los quince años, Wheatstone tradujo poesía francesa y escribió dos canciones, una de las cuales se la dio a su tío, quien la publicó sin saberlo como composición de su sobrino. Algunas líneas suyas sobre la lira se convirtieron en el lema de un grabado de Bartolozzi . A menudo visitaba un viejo puesto de libros en las cercanías de Pall Mall , que entonces era una vía en ruinas y sin pavimentar. La mayor parte de su dinero de bolsillo se gastó en la compra de los libros que más le habían gustado, ya fueran cuentos de hadas, historia o ciencia.

Un día, para sorpresa del librero, codició un volumen sobre los descubrimientos de Volta en la electricidad, pero al no tener el precio, se ahorró los centavos y se aseguró el volumen. Estaba escrito en francés, por lo que se vio obligado a ahorrar de nuevo hasta poder comprar un diccionario. Luego comenzó a leer el volumen y, con la ayuda de su hermano mayor, William, a repetir los experimentos descritos en él, con una batería de fabricación casera, en la cocina detrás de la casa de su padre. Al construir la batería, los jóvenes filósofos se quedaron sin dinero para adquirir las planchas de cobre necesarias. Solo les quedaban unas pocas monedas de cobre. Charles, quien era el espíritu principal en estas investigaciones, se le ocurrió un pensamiento feliz: "Debemos usar las monedas de un centavo", dijo, y la batería pronto se completó.

En Christchurch, Marylebone , el 12 de febrero de 1847, Wheatstone se casó con Emma West. Era hija de un comerciante de Taunton y tenía un aspecto atractivo. Murió en 1866, dejando a su cuidado una familia de cinco niños pequeños. Su vida doméstica fue tranquila y sin incidentes.

Aunque silencioso y reservado en público, Wheatstone era un conversador claro y voluble en privado, si se tomaba en sus estudios favoritos, y su persona pequeña pero activa, su semblante sencillo pero inteligente, estaba lleno de animación. Sir Henry Taylor nos dice que una vez observó a Wheatstone en una fiesta nocturna en Oxford hablando seriamente con Lord Palmerston sobre las capacidades de su telégrafo. ¡No lo digas! exclamó el estadista. Debo conseguir que le diga eso al Lord Canciller. Y diciendo esto, ató al electricista a lord Westbury y logró escapar. Una reminiscencia de esta entrevista puede haber llevado a Palmerston a comentar que se acercaba el momento en que se le podría preguntar a un ministro en el Parlamento si había estallado la guerra en la India, y respondería: «Espere un minuto; Simplemente telegrafiaré al gobernador general y se lo haré saber.

Wheatstone en años posteriores

Wheatstone fue nombrado caballero en 1868, después de completar el telégrafo automático. Anteriormente había sido nombrado Caballero de la Legión de Honor . Unas treinta y cuatro distinciones y diplomas de sociedades nacionales o extranjeras dan testimonio de su reputación científica. Desde 1836 había sido miembro de la Royal Society, y en 1859 fue elegido miembro extranjero de la Real Academia de Ciencias de Suecia , y en 1873 asociado extranjero de la Academia de Ciencias de Francia . El mismo año fue galardonado con la Medalla Ampere por la Sociedad Francesa para el Fomento de la Industria Nacional. En 1875, fue creado miembro honorario de la Institución de Ingenieros Civiles. Era un DCL de Oxford y un LL.D. de Cambridge.

Durante una visita a París durante el otoño de 1875, y dedicado a perfeccionar su instrumento receptor de cables submarinos, se resfrió, que le produjo inflamación de los pulmones , enfermedad de la que murió en París, el 19 de octubre de 1875. A El servicio conmemorativo se llevó a cabo en la Capilla Anglicana, París, y asistió una delegación de la Academia. Sus restos fueron llevados a su casa en Park Crescent, Londres (marcado con una placa azul hoy) y enterrados en el cementerio de Kensal Green .

Instrumentos musicales y acústica

En septiembre de 1821, Wheatstone se dio a conocer públicamente al exhibir la 'Lira encantada' o 'Acoucryptophone' en una tienda de música en Pall Mall y en la Adelaide Gallery. Consistía en una lira mímica colgada del techo por una cuerda y que emitía los acordes de varios instrumentos: el piano, el arpa y el dulcimer . En realidad, era una mera caja de resonancia, y el cordón era una varilla de acero que transmitía las vibraciones de la música de varios instrumentos que se tocaban fuera de la vista y del oído. En este período, Wheatstone realizó numerosos experimentos sobre el sonido y su transmisión. Algunos de sus resultados se conservan en Annals of Philosophy de Thomson para 1823.

Reconoció que el sonido se propaga por ondas u oscilaciones de la atmósfera, como entonces se creía que la luz era por ondulaciones del éter luminífero . El agua y los cuerpos sólidos, como el vidrio, el metal o la madera sonora, transmiten las modulaciones a gran velocidad, y por este medio concibió el plan de transmitir señales sonoras, música o habla a largas distancias. Estimó que el sonido viajaría 200 millas por segundo (320  km / s ) a través de varillas sólidas, y propuso telegrafiar desde Londres a Edimburgo de esta manera. Incluso llamó a su arreglo un 'teléfono'. ( Robert Hooke , en su Micrographia , publicado en 1667, escribe: `` Puedo asegurar al lector que, con la ayuda de un alambre distendido, propagué el sonido a una distancia muy considerable en un instante, o con una velocidad aparentemente rápida. movimiento como el de la luz. "Tampoco era esencial que el cable fuera recto; podría estar doblado en ángulos. Esta propiedad es la base del teléfono mecánico o del amante, que se dice que los chinos conocían hace muchos siglos. Hooke también consideró la posibilidad de encontrar una manera de acelerar nuestro poder de audición).

Un escritor del Repository of Arts del 1 de septiembre de 1821, al referirse a la 'Lira encantada', contempla la perspectiva de que se represente una ópera en el King's Theatre y se disfrute en las salas de Hanover Square , o incluso en la Horns Tavern, Kennington. . Las vibraciones deben viajar a través de conductores subterráneos, como el gas en las tuberías.

Y si la música puede ser conducida de esta manera, observa, quizás las palabras del habla puedan ser susceptibles de los mismos medios de propagación. La elocuencia del consejo, los debates del Parlamento, en lugar de leerse sólo al día siguiente, pero nos perderemos en la búsqueda de este curioso tema.

Además de transmitir sonidos a distancia, Wheatstone ideó un instrumento simple para aumentar los sonidos débiles, al que dio el nombre de 'Micrófono'. Consistía en dos varillas delgadas, que transmitían las vibraciones mecánicas a ambos oídos, y es bastante diferente del micrófono eléctrico del profesor Hughes.

En 1823, murió su tío, el fabricante de instrumentos musicales, y Wheatstone, con su hermano mayor, William, se hizo cargo del negocio. A Charles no le gustaba mucho la parte comercial, pero su ingenio encontró una salida al hacer mejoras en los instrumentos existentes y al idear juguetes filosóficos. También inventó sus propios instrumentos. Uno de los más famosos fue la concertina de Wheatstone . Era un instrumento de seis caras con 64 teclas. Estas teclas proporcionaron digitaciones cromáticas simples. La Concertina inglesa se hizo cada vez más famosa a lo largo de su vida, sin embargo, no alcanzó su pico de popularidad hasta principios del siglo XX.

En 1827, Wheatstone presentó su ' kaleidófono ', un dispositivo para hacer que las vibraciones de un cuerpo sonando aparentes a la vista. Consiste en una barra de metal, que lleva en su extremo una cuenta plateada, que refleja un 'punto' de luz. A medida que la varilla vibra, se ve que el lugar describe figuras complicadas en el aire, como una chispa girando en la oscuridad. Su fotómetro probablemente fue sugerido por este aparato. Permite comparar dos luces por el brillo relativo de sus reflejos en una cuenta plateada, que describe una elipse estrecha, para dibujar las manchas en líneas paralelas.

En 1828, Wheatstone mejoró el instrumento de viento alemán, llamado Mundharmonika , hasta que se convirtió en la concertina popular, patentada el 19 de diciembre de 1829. El armonio portátil es otro de sus inventos, que ganó una medalla en la Gran Exposición de 1851. También mejoró la máquina parlante de De Kempelen y apoyó la opinión de Sir David Brewster , de que antes de finales de este siglo un aparato para cantar y hablar estaría entre las conquistas de la ciencia.

En 1834, Wheatstone, que se había ganado un nombre, fue nombrado presidente de Física Experimental en el King's College de Londres . Su primer curso de conferencias sobre sonido fue un completo fracaso, debido a su aborrecimiento por hablar en público. En la tribuna estaba taciturno e incapaz, a veces dando la espalda a la audiencia y murmurando a los diagramas en la pared. En el laboratorio se sintió como en casa y, desde entonces, se limitó principalmente a la demostración.

Velocidad de la electricidad

Logró renombre gracias a un gran experimento realizado en 1834: la medición de la velocidad de la electricidad en un cable. Cortó el cable en el medio, para formar un espacio por el que podría saltar una chispa, y conectó sus extremos a los polos de una jarra de Leyden llena de electricidad. Se produjeron así tres chispas, una en cada extremo del alambre y otra en el medio. Montó un diminuto espejo sobre los mecanismos de un reloj, de modo que girara a gran velocidad, y observó los reflejos de sus tres chispas en él. Las puntas del alambre estaban dispuestas de tal manera que si las chispas fueran instantáneas, sus reflejos aparecerían en una línea recta; pero se vio que el del medio iba a la zaga de los demás, porque fue un instante después. La electricidad había tardado cierto tiempo en viajar desde los extremos del cable hasta el medio. Este tiempo se encontró midiendo la cantidad de retraso y comparándolo con la velocidad conocida del espejo. Habiendo tenido tiempo, solo tuvo que comparar eso con la longitud de la mitad del cable, y pudo encontrar la velocidad de la electricidad. Sus resultados dieron una velocidad calculada de 288,000 millas por segundo, es decir, más rápido que lo que ahora sabemos que es la velocidad de la luz (299,792.458 kilómetros por segundo (186,000 mi / s)), pero sin embargo fueron una aproximación interesante.

Algunos científicos ya apreciaron que la "velocidad" de la electricidad dependía de las propiedades del conductor y su entorno. Francis Ronalds había observado un retraso en la señal en su cable telegráfico eléctrico enterrado (pero no en su línea aérea) en 1816 y describió que la causa era la inducción. Wheatstone fue testigo de estos experimentos cuando era joven, que aparentemente fueron un estímulo para su propia investigación en telegrafía. Décadas más tarde, después de la comercialización del telégrafo, Michael Faraday describió cómo la velocidad de un campo eléctrico en un cable submarino, recubierto con aislante y rodeado de agua, es de solo 144.000 millas por segundo (232.000 km / s), o incluso menos.

El dispositivo de Wheatstone del espejo giratorio fue posteriormente utilizado por Léon Foucault e Hippolyte Fizeau para medir la velocidad de la luz .

Espectroscopia

Wheatstone y otros también contribuyeron a la espectroscopia temprana a través del descubrimiento y explotación de líneas de emisión espectral.

Como escribió John Munro en 1891: "En 1835, en la reunión de Dublín de la Asociación Británica, Wheatstone demostró que cuando los metales se volatilizaban en la chispa eléctrica, su luz, examinada a través de un prisma, revelaba ciertos rayos que eran característicos de ellos. El tipo de metales que formaron los puntos de chispa podría determinarse analizando la luz de la chispa. Esta sugerencia ha sido de gran utilidad en el análisis del espectro, y tal como la aplicaron Robert Bunsen , Gustav Robert Kirchhoff y otros, ha llevado al descubrimiento de varios elementos nuevos, como el rubidio y el talio , además de aumentar nuestro conocimiento de los cuerpos celestes ".

Telégrafo

Wheatstone abandonó su idea de transmitir inteligencia mediante la vibración mecánica de las varillas y adoptó el telégrafo eléctrico . En 1835 pronunció una conferencia sobre el sistema del barón Schilling y declaró que ya se conocían los medios por los cuales un telégrafo eléctrico podía ser de gran utilidad para el mundo. Hizo experimentos con un plan propio y no solo propuso tender una línea experimental a través del Támesis, sino también establecerla en el ferrocarril de Londres y Birmingham. Sin embargo, antes de que se llevaran a cabo estos planes, recibió la visita del Sr. William Fothergill Cooke en su casa de Conduit Street el 27 de febrero de 1837, lo que tuvo una importante influencia en su futuro.

Cooperación con Cooke

El Sr. Cooke era un oficial del ejército de Madrás que, estando en casa de permiso, asistía a unas conferencias de anatomía en la Universidad de Heidelberg , donde, el 6 de marzo de 1836, presenció una manifestación con el telégrafo del profesor Georg Wilhelm Munke , y quedó tan impresionado con su importancia, que abandonó sus estudios de medicina y dedicó todos sus esfuerzos a la labor de introducir el telégrafo. Regresó a Londres poco después y pudo exhibir un telégrafo con tres agujas en enero de 1837. Sintiendo su falta de conocimiento científico, consultó a Michael Faraday y Peter Mark Roget (entonces secretario de la Royal Society), el último de los cuales envió él a Wheatstone.

En una segunda entrevista, Cooke le dijo a Wheatstone su intención de sacar un telégrafo funcional y le explicó su método. Wheatstone, según su propia declaración, le comentó a Cooke que el método no actuaría y produjo su propio telégrafo experimental. Finalmente, Cooke propuso que debían formar una sociedad, pero Wheatstone al principio se mostró reacio a cumplir. Era un hombre de ciencia muy conocido y había tenido la intención de publicar sus resultados sin tratar de sacar provecho de ellos. Cooke, por otro lado, declaró que su único objetivo era hacer una fortuna con el plan. En mayo acordaron unir sus fuerzas, Wheatstone contribuyó con el talento científico y Cooke con el talento administrativo. La escritura de sociedad estaba fechada el 19 de noviembre de 1837. Se obtuvo una patente conjunta para sus invenciones, incluido el telégrafo de cinco agujas de Wheatstone, y una alarma accionada por un relé, en el que la corriente, al sumergir una aguja en mercurio, completaba un circuito local, y liberó el retén de un mecanismo de relojería.

El telégrafo de cinco agujas, que se debió principalmente, si no totalmente, a Wheatstone, era similar al de Schilling, y se basaba en el principio enunciado por André-Marie Ampère , es decir, la corriente era enviada a la línea por completando el circuito de la batería con una llave de apertura y cierre, y en el otro extremo pasó a través de una bobina de alambre que rodeaba una aguja magnética libre para girar alrededor de su centro. Según que un polo de la batería o el otro se aplicara a la línea por medio de la llave, la corriente desviaba la aguja hacia un lado o hacia el otro. Había cinco circuitos separados que accionaban cinco agujas diferentes. Estos últimos se giraban en filas a través del centro de una esfera con forma de diamante, y tenían las letras del alfabeto dispuestas de tal manera que la corriente literalmente señalaba una letra que desviaba dos de las agujas hacia ella.

Primeras instalaciones

Un instrumento de telégrafo de doble aguja del tipo utilizado en el Great Western Railway

Una línea experimental, con un sexto cable de retorno, se ejecutó entre la terminal de Euston y la estación de Camden Town del London and North Western Railway el 25 de julio de 1837. La distancia real era de sólo una milla y media (2,4 km), pero sobra Se había insertado un cable en el circuito para aumentar su longitud. Era tarde en la noche antes de que se llevara a cabo el juicio. El señor Cooke estaba a cargo en Camden Town, mientras el señor Robert Stephenson y otros caballeros miraban; y Wheatstone se sentó ante su instrumento en una habitación pequeña y lúgubre, iluminada por una vela de sebo, cerca de la taquilla de Euston. Wheatstone envió el primer mensaje, a lo que Cooke respondió, y 'nunca' dijo Wheatstone, 'sentí una sensación tan tumultuosa antes, como cuando, solo en la habitación inmóvil, escuché el chasquido de las agujas, y mientras deletreaba las palabras , Sentí que toda la magnitud de la invención se consideraba practicable más allá de las cavilaciones o disputas '.

Sin embargo, a pesar de este juicio, los directores de los ferrocarriles trataron con indiferencia el invento "novedoso" y solicitaron su eliminación. En julio de 1839, sin embargo, fue favorecido por el Great Western Railway , y se construyó una línea desde la terminal de la estación de Paddington hasta la estación de tren West Drayton , una distancia de trece millas (21 km). Al principio, parte del cable se tendió bajo tierra, pero posteriormente todo se levantó en postes a lo largo de la línea. Su circuito se extendió finalmente a Slough en 1841 y se exhibió públicamente en Paddington como una maravilla de la ciencia, que podía transmitir cincuenta señales a una distancia de 280.000 millas por minuto (7.500 km / s). El precio de la entrada era de un chelín (0,05 libras esterlinas), y en 1844 un observador fascinado registró lo siguiente:

"Es perfecto desde el extremo del Great Western hasta Slough, es decir, dieciocho millas; los cables están en algunos lugares bajo tierra en tubos, y en otros alto en el aire, que por último, dice, es de lejos El mejor plan. Le preguntamos si el clima no afectaba los cables, pero él dijo que no; una tormenta violenta podría sonar una campana, pero no más. Nos llevaron a una habitación pequeña (somos la Sra. Drummond, la Srta. Philips, Harry Codrington y yo (y luego los Milman y el señor Rich) donde había varias cajas de madera que contenían diferentes tipos de telégrafos. En un tipo se deletreaba cada palabra, y como cada letra se colocaba por turno en una posición particular, la maquinaria hacía que el fluido eléctrico corrió por la línea, donde hizo que la carta se mostrara en Slough, por qué maquinaria no podía emprender la explicación. Después de cada palabra venía una señal de Slough, que significa "Entiendo", que ciertamente llega en menos de un segundo desde el final de la palabra ...... Otro imprime los mensajes que br ings, de modo que si nadie atiende a la campana, .... el mensaje no se pierda. Esto se efectúa por el fluido eléctrico que hace que un pequeño martillo golpee la letra que se presenta, la letra que se levanta choca con un papel de escritura múltiple (un nuevo invento, papel negro que, si se presiona, deja una marca negra indeleble), por lo que significa que la impresión se deja en papel blanco debajo. Este era el más ingenioso de todos, y aparentemente el favorito de Mr. Wheatstone ; era muy bondadoso al explicar, pero él mismo lo comprende tan bien que no puede sentir lo poco que sabemos al respecto, y va demasiado rápido para que gente tan ignorante lo siga en todo. La señora Drummond me dijo que es maravilloso por la rapidez con la que piensa y su poder de invención; se inventa tantas cosas que él no puede poner la mitad de sus ideas en ejecución, pero las hojas a ser recogido y utilizado por otros, que reciben el crédito de ellos ".

Atención pública y éxito

El público adoptó el nuevo invento después de la captura del asesino John Tawell , quien en 1845 se había convertido en la primera persona en ser arrestada como resultado de la tecnología de las telecomunicaciones. En el mismo año, Wheatstone introdujo dos formas mejoradas del aparato, a saber, los instrumentos de aguja "simple" y "doble", en los que las señales se realizaban mediante las sucesivas desviaciones de las agujas. De estos, el instrumento de una sola aguja, que requiere solo un cable, todavía está en uso.

El desarrollo del telégrafo puede deducirse de dos hechos. En 1855, la muerte del emperador Nicolás en San Petersburgo , alrededor de la una de la tarde, se anunció en la Cámara de los Lores unas horas más tarde. El resultado de The Oaks de 1890 se recibió en Nueva York quince segundos después de que los caballos pasaran el poste ganador.

Diferencias con Cooke

En 1841 surgió una diferencia entre Cooke y Wheatstone en cuanto a la participación de cada uno en el honor de inventar el telégrafo. La cuestión fue sometida al arbitraje del célebre ingeniero Marc Isambard Brunel , en nombre de Cooke, y del profesor Daniell, del King's College, inventor de la batería Daniell, por parte de Wheatstone. Concedieron a Cooke el mérito de haber presentado el telégrafo como una empresa útil que prometía ser de importancia nacional, ya Wheatstone el de haber preparado al público con sus investigaciones para recibirlo. Concluyeron con las palabras: "Es a la labor unida de dos caballeros tan bien calificados para la asistencia mutua que debemos atribuir el rápido progreso que ha logrado este importante invento durante cinco años desde que se asociaron". La decisión, por vaga que sea, declara que el telégrafo de aguja es una producción conjunta. Si fue principalmente inventado por Wheatstone, fue principalmente introducido por Cooke. Sus respectivas participaciones en la empresa podrían compararse con la de un autor y su editor, pero por el hecho de que el propio Cooke participó en el trabajo real de invención.

Trabajo adicional sobre telégrafos

Desde 1836-7, Wheatstone había pensado mucho en los telégrafos submarinos, y en 1840 prestó testimonio ante el Comité de Ferrocarriles de la Cámara de los Comunes sobre la viabilidad de la línea propuesta de Dover a Calais . Incluso había diseñado la maquinaria para fabricar y tender el cable. En el otoño de 1844, con la ayuda del Sr. JD Llewellyn, sumergió un trozo de cable aislado en la bahía de Swansea y señaló a través de él desde un barco hasta el faro de Mumbles. El año que viene sugirió el uso de gutapercha para el revestimiento del cable previsto a través del Canal de la Mancha .

En 1840, Wheatstone había patentado un telégrafo alfabético, o «instrumento ABC de Wheatstone», que se movía con un movimiento paso a paso y mostraba las letras del mensaje en un dial. El mismo principio se utilizó en su telégrafo tipográfico, patentado en 1841. Este fue el primer aparato que imprimió un telegrama en tipo. Fue trabajado por dos circuitos, y mientras el tipo giraba un martillo, accionado por la corriente, presionó la letra requerida en el papel.

La introducción del telégrafo había avanzado tanto que, el 2 de septiembre de 1845, se registró la Electric Telegraph Company , y Wheatstone, mediante su escritura de asociación con Cooke, recibió una suma de £ 33.000 por el uso de sus invenciones conjuntas.

En 1859 Wheatstone fue designado por la Junta de Comercio para informar sobre el tema de los cables del Atlántico, y en 1864 fue uno de los expertos que asesoró a la Atlantic Telegraph Company en la construcción de las exitosas líneas de 1865 y 1866.

En 1870 las líneas de telégrafo eléctrico del Reino Unido, operadas por diferentes empresas, fueron transferidas a la Oficina de Correos y puestas bajo el control del Gobierno.

Wheatstone inventó además el transmisor automático , en el que las señales del mensaje se perforan primero en una tira de papel, que luego se pasa a través de la tecla de envío y controla las corrientes de señal. Al sustituir la mano por un mecanismo para enviar el mensaje, pudo telegrafiar unas 100 palabras por minuto, o cinco veces la velocidad normal. En el servicio Postal Telegraph, este aparato se emplea para enviar telegramas de prensa, y recientemente se ha mejorado tanto que ahora se envían mensajes de Londres a Bristol a una velocidad de 600 palabras por minuto, e incluso de 400 palabras por minuto entre Londres. y Aberdeen. La noche del 8 de abril de 1886, cuando Gladstone presentó su proyecto de ley de autonomía en Irlanda, 100 transmisores Wheatstone enviaron no menos de 1.500.000 palabras desde la estación central de St. Martin's-le-Grand. El plan de enviar mensajes mediante una tira de papel que acciona la tecla fue originalmente patentado por Bain en 1846; pero Wheatstone, con la ayuda de Mr. Augustus Stroh, un mecánico consumado y un experimentado experimentador, fue el primero en poner la idea en funcionamiento con éxito. Este sistema a menudo se conoce como el perforador de Wheatstone y es el precursor de la cinta de cotización del mercado de valores .

Óptica

Estereoscopio de espejo Charles Wheatstone

Stereopsis fue descrita por primera vez por Wheatstone en 1838. En 1840 recibió la Medalla Real de la Royal Society por su explicación de la visión binocular , una investigación que lo llevó a realizar dibujos estereoscópicos y construir el estereoscopio . Demostró que nuestra impresión de solidez se obtiene mediante la combinación en la mente de dos imágenes separadas de un objeto tomadas por ambos ojos desde diferentes puntos de vista. Así, en el estereoscopio, una disposición de lentes o espejos, se combinan dos fotografías del mismo objeto tomadas desde diferentes puntos de manera que el objeto resalte con un aspecto sólido. Sir David Brewster mejoró el estereoscopio prescindiendo de los espejos y dándole su forma actual con lentes.

El ' pseudoscopio ' (Wheatstone acuñó el término del griego ψευδίς σκοπειν) se introdujo en 1852, y es en cierto modo el reverso del estereoscopio, ya que hace que un objeto sólido parezca hueco y uno más cercano esté más alejado; así, un busto parece ser una máscara, y un árbol que crece fuera de una ventana parece como si estuviera creciendo dentro de la habitación. Su propósito era probar su teoría de la visión estereoscópica y realizar investigaciones sobre lo que ahora se llamaría psicología experimental.

Midiendo el tiempo

En 1840, Wheatstone presentó su cronoscopio, para medir intervalos de tiempo de un minuto, que se utilizaba para determinar la velocidad de una bala o el paso de una estrella. En este aparato, una corriente eléctrica accionaba un electroimán, que anotaba el instante en que se producía un suceso mediante un lápiz sobre un papel en movimiento. Se dice que fue capaz de distinguir 1/7300 partes de un segundo (137 microsegundos) y el tiempo que tardó un cuerpo en caer desde una altura de una pulgada (25 mm).

El 26 de noviembre de 1840, exhibió su reloj electromagnético en la biblioteca de la Royal Society y propuso un plan para distribuir la hora correcta de un reloj estándar a varios relojes locales. Los circuitos de estos debían ser electrificados por una llave o hacedor de contactos accionado por el eje del estándar, y sus manos corregidas por electromagnetismo. En enero siguiente, Alexander Bain obtuvo una patente para un reloj electromagnético y, posteriormente, acusó a Wheatstone de apropiarse de sus ideas. Parece que Bain trabajó como mecanicista en Wheatstone de agosto a diciembre de 1840, y afirmó que había comunicado la idea de un reloj eléctrico a Wheatstone durante ese período; pero Wheatstone sostuvo que había experimentado en esa dirección durante mayo. Bain acusó además a Wheatstone de robar su idea del telégrafo de impresión electromagnética; pero Wheatstone demostró que el instrumento era sólo una modificación de su propio telégrafo electromagnético.

En 1840, Alexander Bain mencionó al editor de Mechanics Magazine sus problemas financieros. El editor le presentó a Sir Charles Wheatstone. Bain mostró sus modelos a Wheatstone, quien, cuando se le preguntó por su opinión, dijo: "¡Oh, no debería molestarme en desarrollar más estas cosas! No hay futuro en ellas". Tres meses después, Wheatstone mostró un reloj eléctrico a la Royal Society, alegando que era su propio invento. Sin embargo, Bain ya había solicitado una patente. Wheatstone intentó bloquear las patentes de Bain, pero fracasó. Cuando Wheatstone organizó una ley del Parlamento para establecer la Electric Telegraph Company, la Cámara de los Lores convocó a Bain para que declarara y, finalmente, obligó a la empresa a pagarle a Bain 10.000 libras esterlinas y darle un trabajo como gerente, lo que provocó la dimisión de Wheatstone.

Reloj polar

Uno de los dispositivos más ingeniosos de Wheatstone fue el 'reloj polar', exhibido en la reunión de la Asociación Británica en 1848. Se basa en el hecho descubierto por Sir David Brewster , que la luz del cielo está polarizada en un plano en ángulo. de noventa grados de la posición del sol. De ello se deduce que descubriendo ese plano de polarización y midiendo su acimut con respecto al norte, podría determinarse la posición del sol, aunque debajo del horizonte, y obtenerse el tiempo solar aparente.

El reloj consistía en un catalejo, que tenía un prisma Nicol (de doble imagen) como ocular y una placa delgada de selenita como objeto-cristal. Cuando el tubo se dirigió al Polo Norte, es decir, paralelo al eje de la Tierra, y el prisma del ocular giró hasta que no se vio ningún color, el ángulo de giro, como lo muestra un índice que se mueve con el prisma sobre una rama graduada , dio la hora del día. El dispositivo es de poca utilidad en un país donde los relojes son confiables; pero formó parte del equipo de la expedición al Polo Norte de 1875-1876 comandada por el capitán Nares.

puente de Wheatstone

En 1843, Wheatstone comunicó un importante artículo a la Royal Society, titulado "Una descripción de varios procesos nuevos para determinar las constantes de un circuito voltaico". Contenía una exposición de la conocida balanza para medir la resistencia eléctrica de un conductor, que todavía se conoce con el nombre de Puente o balanza de Wheatstone , aunque fue ideada por primera vez por Samuel Hunter Christie , de la Real Academia Militar de Woolwich, quien publicó en las Philosophical Transactions de 1833. El método se descuidó hasta que Wheatstone lo hizo notar.

Su trabajo abunda en fórmulas sencillas y prácticas para el cálculo de corrientes y resistencias por la ley de Ohm . Introdujo una unidad de resistencia, a saber, un pie de alambre de cobre que pesaba cien granos (6,5 g), y mostró cómo podría aplicarse para medir la longitud del alambre por su resistencia. La Sociedad le otorgó una medalla por su trabajo. Ese mismo año inventó un aparato que permitía registrar a distancia la lectura de un termómetro o un barómetro mediante un contacto eléctrico realizado por el mercurio. Cooke y Wheatstone también patentaron un telégrafo de sonido, en el que las señales eran dadas por los golpes de una campana, en mayo de ese año.

Criptografía

El notable ingenio de Wheatstone también se demostró en la invención de las cifras. Fue responsable del entonces inusual cifrado de Playfair , que lleva el nombre de su amigo Lord Playfair . Fue utilizado por los ejércitos de varias naciones durante al menos la Primera Guerra Mundial, y se sabe que fue utilizado durante la Segunda Guerra Mundial por los servicios de inteligencia británicos.

Inicialmente era resistente al criptoanálisis, pero finalmente se desarrollaron métodos para romperlo. También se involucró en la interpretación de manuscritos cifrados en el Museo Británico. Ideó un criptográfico o máquina para convertir un mensaje en cifrado que solo podía interpretarse colocando el cifrado en una máquina correspondiente ajustada para descifrarlo.

Como matemático aficionado , Wheatstone publicó una prueba matemática en 1854 (ver Cube (álgebra) ).

Generadores electricos

En 1840, Wheatstone sacó su máquina magnetoeléctrica para generar corrientes continuas.

El 4 de febrero de 1867, publicó el principio de reacción en la máquina dinamoeléctrica en un artículo para la Royal Society; pero el Sr. CW Siemens había comunicado el descubrimiento idéntico diez días antes, y ambos documentos se leyeron el mismo día.

Posteriormente pareció que Werner von Siemens , Samuel Alfred Varley y Wheatstone habían llegado de forma independiente al principio con unos pocos meses de diferencia. Varley lo patentó el 24 de diciembre de 1866; Siemens llamó la atención sobre él el 17 de enero de 1867; y Wheatstone lo exhibió en acción en la Royal Society en la fecha anterior.

Disputas sobre la invención

Wheatstone estuvo involucrado en varias disputas con otros científicos a lo largo de su vida con respecto a su papel en diferentes tecnologías y, en ocasiones, pareció atribuirse más crédito del que le correspondía. Además de William Fothergill Cooke , Alexander Bain y David Brewster , mencionados anteriormente, estos también incluyeron a Francis Ronalds en el Observatorio de Kew . Muchos creían erróneamente que Wheatstone había creado el aparato de observación de la electricidad atmosférica que Ronalds inventó y desarrolló en el observatorio en la década de 1840 y que también había instalado allí los primeros instrumentos meteorológicos de registro automático (ver, por ejemplo, Howarth, p158).

Vida personal

Iglesia de Cristo, Marylebone

Wheatstone se casó con Emma West, soltera, hija de John Hooke West, fallecido, en Christ Church, Marylebone , el 12 de febrero de 1847. El matrimonio fue por licencia.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos