VII. FEJEZET.
A TELEFON ES A MIKROFON
1. A telefon eredete és feltalálása.
A TELEFONIA neve alatt a hangáttevésnek különböző rendszereit értik. E rendszereknek az a czélja, hogy akár magával az élőszóval, akár pedig megállapított akusztikai jelekkel oly nagy távolságon át közlekedjünk, mely meghaladja azt a távolságot, a melyen át a hanghullámok a szabad levegőben terjednek. De azóta, hogy azt a csodálatra méltó eszközt, melyet ebben a fejezetben leírandók leszünk, feltalálták, a telefonia neve alatt a hangoknak csakis az elektromosság közletésével való áttevése értetődik. Minthogy az áttevésnek eme módjánál a hanghullámok részt vesznek abban a rendkívüli terjedés-sebességben, melyet az elektromos hullámok kiváltságáúl ismerünk, következik, hogy jelenleg a telefonia a gyorsaság és az átfutott távolságok nagysága szempontjából az elektromos telegráfiával vetélkedik.
Ezen egészen új találmánynak az eredetét az 1837. évre vihetjük vissza, a mikor is PAGE amerikai fizikus először vette észre a mágnesi anyagokban a mágnesezésük pillanatában keletkező hangokat. Ugyanis midőn egy patkómágnes sarkait áramtól átfutott sík spirálishoz gyorsan közelítette, zenei hangot hallott; DE LA RIVE, GASSIOT és MARBIAN ugyanezt a tüneményt tekercstől körülvett lágyvss rúdban észlelték abban a pillanatban, midőn a tekercset áram futotta át. Midőn az áramot igen sűrű megszakításokkal keringetjük, a hang erősebb; de igen gyenge, midőn a lágyvas-rúd helyett keményített aczél-rudat használunk.
Az elektromosság létrehozta hangok tanulmányozása hosszú időn
* Ilyenek a szócsövek, hangvezetőcsövek, stb. Ford.
át csak elméleti téren mozgott; a fizikusok, kik a körülményeket, melyek között eme tünemények létre jönnek, egyaránt gonddal tanulmányozták, különösen azzal foglslatoskodtak, hogy e tünemények okait a mágnes-elemek elhelyezkedéséből eredő molekulai mozgásokból megmagyarázhassák. DE LA RIVE szerint az a nem folytonos áram, mely a burkoló spirális tekervényeit átfutja, azon van, hogy a mágnesezett rúd molekuláit hossz-menti sorokba szedje, s valahányszor az áram meg lesz szakítva, a molekulák, rugalmasságuk miatt rezegve, egyensúlyi helyzetükbe térnek vissza. A lágyvasban való nagyobb mozgékonyságuk megmagyarázza azt, hogy miért erősebb a keletkezett hang annál a hangnál, melyet a keményített aczélrudak adnak.
Bármilyen légyen is a molekuláris fizikának ezen érdekes kérdésére nézve ajánlatba hozott elméletek értéke: a telefon feltalálása óta felvetődött új tények olyannyira fontosakká váltak s alkalmazásaik olyannyira kifejlődtek, hogy leírásukhoz haladéktalanúl hozzá kell látnunk.
Az első hangok, melyeknek távolságon át az elektromossággal való áttevése sikerült, zenei hangok voltak; az e czélra szerkesztett készülékek egy hangszernek vagy egy dalnak hangjait viszonylagos erősségükkel s magasságukkal reprodukálják, de képtelenek arra, hogy a hangszínezet vagy a szókiejtés árnyalatait áttegyék. Ezek a zenei telefonok (ang. tone telephone). Az 1860-ban REISS-től feltalált telefon az első, mely eme korlátozott körülmények között a hangok áttevésének problémáját teljesen megoldotta.
Tizenhat évvel később GRAHAM BELL tanár feltalálta a szókiejtő vagy beszélő telefont (ang. articnlating telephone), mely mindenféle természetű hangnak, különösen pedig az emberi hangnak áttevésére képes, úgy hogy e telefonnal két személy, egy vezető-drót és a haladéktalanúl leírandó készülékek útján, nagy távolságon át beszélgethet.
Kezdjük meg a zenei telefonokkal.
2. A zenei telefonok.
A telefon, mint bármely más telegráf-rendszer, a vonaldróttal összekötött külön két részből áll, úgymint az áttevőből és az útvevőből.
A 436. ábra REISS zenei telefonjának áttevőjét és átvevőjét tünteti fel.
A K szekrény arra való, hogy összefogja a rezgéseket, melyek beléje a T hengeres csövön át jutnak, mely cső hangtölcsér vagy szócső szerepét
436. ábra. – Reiss zenei telefonja.
játssza. Ez a szekrény összegyűjti és erősbíti a zenedallam hangjait, melyet az állomáson az áttevő előtt játszanak. Egy vékony kaucsukhártya, mely a szekrény felső falába vágott körös nyílás előtt van kifeszítve, átveszi a hanghullámokat s az egymásután keletkező hangokkal egyhangra rezeg. Ez a hártya el van látva a közepén egy, a felületére ragasztott könnyű o platina koronggal; a cba szögemeltyűnek a és c karjai fémies összeköttetésben vannak a t MORSE-kulcscsal s az A elektromágnessel, a melyből a vonaldrót kiindul. Egy galvántelep, melynek pozitiv sarka a Z csiptetővel van összekötve, az o platinakoronggal közlekedik. Mármost valahányszor a b peczek a korongot érinti, áram fut a vonalra, s ez az áram meg lesz szakítva, amint a peczek vele többé nem érintkezik. Könnyű tehát belátni, hogy a hártya minden rezgése létre fogja hozni egész sorát az áramkeringéseknek és árammegszakításoknak, melyeknek száma azonos lesz annak a hangnak a rezgés-számával, mely a mozgását vele közli, s a melylyel együtt változik.
Lássuk most, hogy miképen működik az átvevő. Lényegében véve, ez egy kötőtű-vastagságú dd vas-szálból áll, melyet egy velezengő szekrényen két nyereg tart. A g elektromágnes-tekercs a vas-szálat a hossza legnagyobb része mentén körülövezi, s a drót, melyből eme tekercs tekervényei álla-
nak, 4. csíptető révén a földdel, a 3. csiptető révén pedig a vonal-dróttal közlekedik, s így az egész vonal körét zárja. A t MORSE-kulcs, épen úgy mint az áttevő kulcsa, a két állomás telegráfos közlekedésére való.
Amint az áttevő működik, az áramkeringések s árammegszakítások, melyeket a lemez rezgése hoz létre, az átvevő tekercsére hatnak és hatásuk miatt a vas-szál rezegni kezd, miként ezt a PAGE, DE LA RIVE stb. észlelte tüneményekből előre lehetett várni. Ily módon az áttevő hangtölcsére előtt eljátszott zene dallam hangjai viszonylagos erősségükkel s magasságukkal együtt visszaadódnak. Az áttett hang erősbítése végett az átvevő velezengő szekrénye el van látva egy borítófélével, melynek segítségével a rezgő pálczát s a tekercset be lehet takarni.
A REISS zenei telefonján áttett hangok kissé gyengék s az orron át beszélt hangokhoz hasonlók. A hangszereknek, melyek az átteendő dallamot játsszák, sajátos hangszínezetét különben sem tartják meg. Eme hibák közűl az első kettőt a YEATES és VAN DER WEYDE javításai némileg elhárították. VAN DER WEYDE a rezgéseket az áttevőben akként erősbítette, hogy a szekrény belsejében homorú falakon visszaverette; az átvevőben pedig akként, hogy a tekércsbe egy vas-szál helyett több vas-szálat dugott. Ily módon a hangok tömöttebbekké s erősebbekké lettek. Ugyanezt az eredményt CÉCIL és LÉONARD WRAY oly módon érték el, hogy a REISS-féle zenei telefonon a következő javításokat tették. Az áttevőnek a platinakoronggal ellátott hártyán kívül még egy hártyája van, mely a szekrény belsejében a szekrényt két külön térségre osztó választófalat képez. Az áramszakító kicsiny platina-csúcsból áll, mely egy, a platinakorong fölött könyöklő rúgós emeltyűhöz van erősítve. A platinakorong az áramkörbe két vékony platinadróttal van igtatva, mely drótok higanynyal megtöltött két csészikébe merülnek; a köralakú nyilás rezgő hártyája tehát szabadabb és könnyebben rezdül meg. Az átvevő abban különbözik a REISS-félétől, hogy két tekercsből áll, melyek mindegyike egy-egy vaspálczát övez körül; a két pálcza csavartokos pillérektől tartott két rézlapon nyugszik, s miként a tekercsek, egymásnak meghosszabbításában feküsznek a szemben fekvő végeik, a nélkül hogy egymással érintkeznének, igen közel vannak egymáshoz.
A GRAY zenei telefonjánál az áttevő hangjait fémlemezek hozzák létre, mely lemezek egy gerjesztő-tekercs áramszakítói. A kommutátor billentyűsora annyi billentyűvel van ellátva, a hány külön rezoő lemez van; s minthogy ezek úgy vannak beigazítva, hogy különböző magasságú zenei hangokat, például egy több-oktávás skálának hangjait adhassák, könnyű belátni, hogy a billentyűsoron játszva, a gerjesztő-tekercs elsőrendű
árama, az áramszakítók elektromágneseiben keringve, létre fog hozni hangokat, melyeket az átvevőbe a megszakított elsőrendű áramok előidézte másodrendű áramok visznek át. Az átvevő nem egyéb egy elektromágnesnél, mely sarkai fölött el van látva egy hengeres fémszekrénynyel, melyen, miként a hegedűn, két nyílás van vágva s így a velezengő szekrény szerepét játssza. Az elektromágnes vasmagvainak egymásután keletkező és megszűnő mágnessége rezgéseket okoz, a melyek száma megegyezik az áramszakítások számával s következésképen az áttevő lemezeinek rezgés-számával is. Láttuk, hogy a feltaláló, ELISHA GRAY, a harmonikns telegráfjánál ugyanezt az elvet a jelek egyidejű áttevésére alkalmazta.
3. Szókiejtő vagy beszélő telefonok.
Az imént leirt készülékek az egyszerű zenei hangokat távolságon át reprodukálják, de képtelenek arra, hogy kifejezzék a hang színezetét, ezt a sajátságot, mely az alaphang bizonyos számú harmonikus felhangjainak együttes létrejöttétől függ; a hangátvitelnek ez a módja következésképen a magánhangzók kiejtését s az emberi hang szótagosságát is kizárja. Szerencse, hogy a beszélő telefon feltalálása a zenei telefonét nyomban követte s a beszédnek egész lágyságával s minden árnyalatával együtt való átvitele jelenleg teljesen meg van oldva. Alig múlt hat éve eme találmánynak, melyet már a kezdete idején Sir W. THOMSON angol tudós akként jellemezett, hogy a csodák csodájának nevezte, s a telefon használata máris mindenütt el van terjedve; a GRAHAM BELL készülékétől származó százféle egyéb alkalmazás máris megmutatta, hogy a tudományos búvárlat mezején egy eredeti eszme minő hatalmas lendületet ad mindenkor a feltalálás szellemének.
1876-ban történt, hogy az edinburgi eredetű GRAHAM BELL amerikai fizikus a filadelfiai kiállításon a legelőször létrehozott beszélő telefont bemutatta. A feltaláló előterjeszté az eszméknek és kísérleteknek egész sorát, melyek őt a most leírandó készülék összeállítására fokozatosan vezették. Nagyon sok helyet kellene igénybe vennünk, ha ezen előadása *
* A londoni telegráfmérnök-társulatban 1877. okt. 31-én felolvasott értekezés. A dolgozat egész terjedelmében a Nature 1878. áprilisi számában jelent meg. Az idéztük helyeket DU MONCEL Le Téléphone czímű művéből vettük. Eme nevezetes monografiának negyedik kiadása szolgáltatta nekünk legnagyobb részét a rajzoknak, melyeket ebben a fejezetben reprodukálunk. E mű bőven adja az érdekesnél érdekesebb útbaigazításokat azokra az immár oly számos módosításokra nézve, melyeket a tudósok egész serege az amerikai fizikus találmányán tett, s a legmelegebben ajánlható azoknak, kik mindavval, mi evvel a tárgygyal összefügg, tüzetesen meg akarnak ismerkedni.
nyomán követni akarnók s csak arra fogunk szorítkozni, hogy kivonatozzuk az első döntő kísérletet, mely avval az áttevő készülékkel tétetett, melynek berendezését a 437. ábra mutatja. De kezdjük el magának a készülóknek leírásával. M egy teleptől élesztett elektromágnes, melynek sarkai egy vaskorongra feszített hártyával szemben vannak; a hártya közepére fegyverzet van erősítve, mely egy hüvelyk-körömnyi nagyságú órarugóból áll; a tölcsér nagy hallócső-alakú E nyilásra illesztett vvv rugókkal a hártyát erősebben vagy gyengébben lehet kifeszíteni, holott az elektromágneses rendszer sarkait egy csavarnak hajtásával, mely ezt a rendszert tartja, a fegyverzethez tetszés szerint közelíteni vagy tőle távolítani lehet. Az átvevő eleintén szintilyen készülék volt, melynek helyébe azonban BELL, miként azonnal látni fogjuk, a 438. ábrában előtüntetett készüléket tette.
