Ernst Ruhmer

Ernst Walter Ruhmer (15 april 1878 – 8 april 1913) var en tysk fysiker. Han var mest känd för att undersöka praktiska tillämpningar som använde sig av selens ljuskänslighetsegenskaper, som han använde för att utveckla trådlös telefoni med hjälp av optiska sändningar med siktlinje, ljud-på-film ljudinspelning och tv-sändningar över trådar.

Karriär

Ruhmers far var en uppfinnare och tillverkare. Från 1897 till 1900 studerade han matematik och naturvetenskap i Berlin, och nästa år fortsatte han sina studier i Giessen. Hans tidiga arbete inkluderade omfattande forskning för att utveckla selenceller som var känsligare och snabbare reagerade på effekterna av ljusbelysning. I december 1902 fick han och Salomon Kalischer tyskt patent 151 971 för sin metod att producera fotografiska bilder genom att exponera elektriskt ledande selenbelagda plattor. Ruhmer designade också en ljuskänslig kontrollomkopplare, med hjälp av en selencell, som framgångsrikt användes för att automatiskt stänga av flödet av en bojs lysande gas under dagsljus. 1904 etablerade han ett privat fysiklaboratorium, beläget i sydvästra Berlin.

Trådlös telefoni

Fototelefon

Ruhmer avbildade lyssna på sitt "fotoelektriska" optiska telefonsystem (1905)

Ruhmer fick först utbrett erkännande för sitt arbete med förbättringar av Alexander Graham Bells optiska trådlösa telefon, fototelefonen . Bell introducerade den här enheten 1880, som använde selenceller i mottagaren för att omvandla det fluktuerande ljuset som produceras av sändningsenheten till ljud. Men Bells uppfinning hade bara en räckvidd på några hundra meter, och han avslutade snart sin forskning om denna enhet. Ruhmer trodde att den ökade känsligheten hos hans selenceller, i kombination med de överlägsna mottagningsförmågan hos professor HT Simons "talbåge", skulle göra fotofonen praktisk över längre signalavstånd.

Ruhmer genomförde en serie experimentella sändningar längs Havel-floden och på sjön Wannsee från 1901 till 1902. Han rapporterade att han uppnådde sändningsavstånd under goda förhållanden på 15 kilometer (9 miles), med lika framgång under dagen och på natten, även om den längsta sändningar var beroende av klart väder. Han fortsatte sina experiment runt Berlin till och med 1904, i samarbete med den tyska flottan, som levererade kraftfulla strålkastare för användning i sändningarna.

Radiotelefon

Ruhmer har också forskat i att göra ljudöverföringar med hjälp av radiosignaler. 1904 beviljades han, tillsammans med Adolf Pieper, det tyska patentet 173 396, "A Process for Generating Permanently Undamped Electrical Oscillations", som beskrev en metod för att skapa "kontinuerliga vågsändningar" med hjälp av ett kvicksilver-ånga vakuumrör.

1904 utvecklade han en höghastighetsgenerator som producerade sändningsfrekvenser på upp till 120 000 cykler per sekund. Men denna ansträngning kom aldrig längre än en grundläggande prototyp som genererade mindre än 0,001 watt.

Ruhmers radiotelefonsändare, cirka 1905

Ruhmer undersökte också radiotelefonsändningar med en högfrekvent gnistsändare. Detta arbete ägde rum under vintern 1904-5, men detta tillvägagångssätt hade begränsade resultat, eftersom han senare noterade att "det överförda talet mottaget på mikrofonisk kontakt och telefon var grovt och trasigt som en stammares".

År 1906, med en design som till stor del bygger på vätebågsändaren utvecklad av Danmarks Valdemar Poulsen , rapporterade han att han hade konstruerat en sändare som kunde producera frekvenser upp till 300 000 cykler per sekund. Även om kvaliteten på de resulterande ljudöverföringarna var "påfallande bra", och han ansåg att överföringsräckvidden kunde utökas till flera kilometer, utfördes dessa tester endast över en sträcka av 500 meter.

Ruhmer undersökte också bärvågsströmöverföringar (då allmänt känd som "trådlöst trådlöst"), där flera radiosignaler sänds längs en elektrisk ledare, som fungerar som en vågledare som bär signalerna till angivna platser. År 1911 rapporterades att under en nyligen genomförd demonstration "fyra sändningar - tysk, fransk, sång respektive grammofonmusik - genomfördes samtidigt, men antalet kan uppenbarligen ökas avsevärt utan störningar".

År 1907 skrev Ruhmer Drahtlose Telephonie , som översattes av James Erskine-Murray och publicerades 1908 som Wireless Telephony In Theory and Practice . Den här boken granskade de olika teknikerna som undersöks för trådlös telefoni, inklusive forskning om både optisk telefon och de nyare radiotelefoniutvecklingarna. Radiosändningar insågs snart vara överlägsna för de flesta tillämpningar, eftersom de var opåverkade av vädret och inte var begränsade till siktlinjesändningar.

Ljud-på-film inspelning

År 1900, som en del av sin forskning om optiska trådlösa telefoner, registrerade Ruhmer fluktuationerna i det sändande bågljuset som olika nyanser av ljusa och mörka band på en kontinuerlig rulle av fotografisk film. Han bestämde sedan att han kunde vända på processen och återge det inspelade ljudet från denna fotografiska remsa, genom att skina ett starkt ljus genom den löpande filmremsan, med det resulterande varierande ljuset som lyser upp en selencell. Förändringarna i ljusstyrka orsakade en motsvarande förändring av selenets motstånd mot elektriska strömmar, som användes för att modulera ljudet som produceras i en telefonlur. Han sammanfattade resultaten som: "Det är verkligen en underbar process: ljud blir elektricitet, blir ljus, orsakar kemiska handlingar, blir ljus och elektricitet igen, och slutligen ljud." Han kallade denna uppfinning för fotografi . Det allmänna konceptet skulle så småningom antas för att producera ljudfilmer .

Tv

Ruhmer demonstrerar sitt experimentella tv-system, som kunde sända bilder av enkla former över telefonlinjer, med hjälp av en 25-element selencellsmottagare (1909)

Ruhmer undersökte också att använda selenceller som bildelement för en tv-mottagare. I slutet av 1909 demonstrerade han framgångsrikt i Belgien överföringen av enkla bilder över en telefonledning från Justitiepalatset i Bryssel till staden Liege, ett avstånd på 115 kilometer (72 miles). Denna demonstration beskrevs på den tiden som "världens första fungerande modell av tv-apparater". Emellertid bestod hans enhet av endast 25 celler, och kunde således endast representera enkla geometriska former. Ruhmer var övertygad om att det bara var en fråga om pengar att producera ett system som kan göra bilder med högre upplösning. Men till en kostnad av £15 (US$45) per selencell, uppskattade han att ett system med 4 000 celler skulle kosta £60 000 (US$ 180 000), och en mekanism på 10 000 celler som kan återskapa "en scen eller händelse som kräver bakgrunden av en landskap" skulle kosta £150 000 (450 000 USD). På grund av den höga kostnaden förutsåg han inte sin enhet som lämplig för privat hemmabruk, utan tänkte sig istället att centrala kontor i större städer kunde etableras och kunderna skulle göra arrangemang för att använda tjänsten.

Ruhmer uttryckte förhoppningen att 1910 års Brysselutställning Universelle et Internationale skulle sponsra konstruktionen av en avancerad enhet med betydligt fler celler, som ett skyltfönster för utställningen. Den uppskattade kostnaden på £250 000 (750 000 USD) visade sig dock vara för hög. Dessutom vände sig tv-forskningen till att använda katodstrålerör i mottagare som ett överlägset tillvägagångssätt.

Ruhmers lovande karriär avbröts så småningom. Han insjuknade 1912 och dog nästa år vid 34 års ålder.

externa länkar

• "Wireless Telephony" av A Frederick Collins, Technical World , mars 1905, sidorna 1-8.