In 1862 beschrijft de Duitse fysioloog Hermann von Helmholz een bijzonder telegraafsysteem. Met muziektonen moet het volgens hem mogelijk zijn om meer-dere telegrammen gelijktijdig over een enkele lijn te versturen. Helmholz noemt het apparaat, waarvoor grote belang-stelling bestaat bij de telegraafmaat-schappijen, een harmonische telegraaf. Ruim tien jaar later begint Alexander Graham Bell aan een praktische uitvoe-ring ervan te werken. Niet helemaal vrij-willig overigens, zijn grote liefde is het ontwikkelen van apparatuur om doven te leren spreken. Zijn schoonvader, die hem financieel ondersteunt en die liever ziet dat Bell iets gaat doen dat geld kan opleveren, spoort hem aan om zijn onderzoeksterrein te verplaatsen. Het apparaat dat Bell uiteindelijk in elkaar zet is voor telegrafie totaal ongeschikt, maar tijdens zijn proeven merkt hij dat het wel spraak kan overbrengen.

Dynamische telefoon
De eerste Bell-telefoon ziet er op het eerste gezicht vreemd uit. In het houten frame zijn de twee belangrijkste onder-delen gemonteerd, een holle houten klos met daaroverheen een membraan en een elektromagneet. Op het membraan is een ijzeren plaatje gemonteerd. Vanaf de elektromagneet lopen draadjes naar twee aansluitpunten bovenop. Om een telefoongesprek te voeren moeten twee van dit soort apparaten met behulp van draden met elkaar verbonden worden;

de gebruikers kunnen dan om de beurt luisteren of spreken. Door de geluids-trillingen wordt het membraan in bewe-ging gebracht en verandert de afstand tussen het ijzeren plaatje en de elektro-magneet. Het magnetische veld in de spoel van de elektromagneet verandert hierdoor en er wordt een kleine elek-trische spanning opgewekt, die afhan-kelijk is van de hoogte en de kracht van de geluidstrillingen. In de andere tele-foon zorgt die elektrische spanning er voor dat ook daar het magneetveld veran-dert. Het membraan gaat daardoor trillen en het oorspronkelijke geluid wordt weer hoorbaar. Het basisprincipe van de Bell-telefoon is dat van een dynamo, het apparaat wordt daarom een dynamische telefoon genoemd. De latere versies ervan krijgen de typische staafvorm die tientallen jaren gebruikt zal worden.

In het tijdschrift L'Illustration van 26 augustus 1854 beschrijft de Franse telegraafbeambte Charles Bourseul al hoe spraak over een telegraaflijn getran-sporteerd zou kunnen worden: "Stelt u zich voor dat men tegen een beweegbare plaat spreekt, die flexibel genoeg is om niets van de geluidstrillingen verloren te laten gaan: dat deze plaat de verbinding met een batterij afwisselend verbreekt en herstelt, dan is het mogelijk dat eenzelf-de plaat op een andere plaats die de bewegingen exact volgt." Bourseul probeert ook om zijn theorie in een prak-tische toepassing om te zetten. Dat lukt niet, volgens zijn eigen verklaring kan hij met zijn toestel wel muziektonen over brengen maar geen spraak overbrengen.

 

 

Onbewust
De volgende stap op de weg naar de telefoon wordt gezet door de natuur-kundeleraar Philipp Reis, als die in 1862 voor een lezing voor de Physikalischer Verein in Frankfurt een typisch apparaat meebrengt. Hij noemt het een 'telephon'. Het apparaat bestaat uit een opnemer en een weergever die via twee draden met elkaar verbonden zijn. In de opnemer bevindt zich een strak gespannen stukje perkament waarop een gevoelig elektrisch contact is gemonteerd. Door in een soort trechter te praten gaat het perkament trillen en wordt het contact in het ritme van het geluid geopend en gesloten.

De weergever is een klein houten doosje met daarop een breinaald die tussen twee houdertjes is gemonteerd. Om de breinaald zit een spoel, die via het contact van de opnemer is aangesloten op een batterij. De stroomonder-brekingen van de opnemer zorgen voor een wisselend magnetisch veld in de spoel. Hierdoor verandert de breinaald een klein beetje van lengte en produceert geluid. Dit verschijnsel wordt magneto-strictie genoemd. Het doosje zelf werkt als een klankkast.

Philipp Reis zit op een verkeerd spoor, het is onmogelijk om zo spraak over te brengen. Toch verklaren getuigen dat zijn apparaten wel degelijk werkten en een recente proef met een originele Reis-telephon bevestigt dit. Bij zorgvuldig afstellen blijkt de opnemer geen stroomonderbrekingen, maar stroom-veranderingen te produceren: onbewust had Reis de eerste weerstands-microfoon uitgevonden.

Te laat
Onafhankelijk van Bell werkt de uitvinder Elisha Gray aan de harmonische tele-graaf. Net als Bell komt hij zo op het spoor van de telefoon. Beide uitvinders komen, zonder dat overigens van elkaar te weten, tot dezelfde oplossing voor de weergever, maar voor de opnemer slaat Gray een heel andere richting in. Zijn apparaat bestaat uit een glazen beker gevuld met een zoutoplossing. De beker is afgesloten met een membraan, waar-aan een stalen naald is vastgemaakt die in de vloeistof steekt. Het membraan beweegt door geluidstrillingen waardoor de naald dieper of minder diep de vloeistof in gaat. Hierdoor verandert het elektrische stroompje, dat via de vloei-stofkolom en de stalen naald loopt. In de ontvanger - een dynamische telefoon - wordt het elektrische signaal weer omgezet in geluid.

De ironie van het lot wil dat Gray zijn octrooiaanvraag twee uur na die van Bell indient. Dat heeft een jarenlange juridische strijd tussen beide uitvinders tot gevolg, waarin ze elkaar over en weer van plagiaat en diefstal beschuldigden. Uiteindelijk wint Bell en wordt de uitvinding van de dynamische telefoon definitief aan hem toegewezen.

 

 

 

Model eerste telefoon

 

Model eerste telefoon van P. Reis

Telefoon van A.G. Bell

 

Terug naar collecties-overzicht >>