معلومات عن مخترع الهاتف

الهاتف

الهاتف هو أداة اتصال تنقل الصوت من مكان إلى آخر، عن طريق تحويل الأصوات إلى موجات كهرومغناطيسية، وتسمح للبشر بالتواصل عبر المسافات المختلفة، وهو أحد أكثر وسائل الاتصال سرعةً وانتشارًا في العالم، في شتى مجالات الحياة التجارية والصناعية والصحية والثقافية، ويكاد لا يخلو بيت في العالم من هذا الجهاز في الوقت الحاضر، وتاليًا سيتم التعرف على مخترع الهاتف. ^[١]

مخترع الهاتف

بدأت قصة مخترع الهاتف في أوائل القرن التاسع عشر، عندما قام عدة مخترعين بمحاولات لنقل الصوت بالوسائل الكهربائية، وكان تشارلز بور سول أول من أشار لإمكانية نقل الصوت باستخدام الكهرباء، وفي خمسينيات القرن التاسع عشر، ابتكر الأمريكي أنطونيو ميوتشي جهازًا لنقل الصوت استخدمه للتواصل بين الغرف داخل منزله، وفي العام 1861م صمم الألماني يوهان فيليب ريس العديد من الوسائل لنقل الصوت، باستخدام غشاء ذو شريط معدني متصل بدارة كهربائية لتوصيل الصوت إلى جهاز مستقبِل في مكان آخر.^[٢]

في سبعينات القرن التاسع عشر، قام كل من المخترعين الأمريكيين ألكسندر غراهام بيل وإليشا غراي بتصميم أجهزة لنقل الأصوات كهربائيًا، حيث اعتمد غراي في اختراعه على مبدأ جهاز التلغراف، وتكوّن كل من جهاز الاستقبال والإرسال من مجموعة من القصبات المعدنية التي تم ضبطها على ترددات مختلفة، لكن جهازه لم ينقل سوى نغمات بسيطة، وفي العام 1874م عمل غراهام بيل على تطوير جهاز اتصال مستخدمًا نفس مبدأ غراي، بالاعتماد على التلغراف، وقام بدراسات عدة وادخل أجزاء جديدة، مبتكرًا جهازًا خاصًا به في العام 1875م بمساعدة الموسيقي توماس واتسون، وعندما تم اختبار الجهاز، سمعت أصوات تشبه الكلام في الطرف المستقبِل، وفي العام 1876م حصل بيل على براءة اختراع أمريكية، بصفته مخترع الهاتف بمفهومه الحقيقي.^[٢]

استمر بحث مخترع الهاتف غراهام بيل واختباراته لتطوير الهاتف وتحسين أدائه إلى أن صمم جهازًا كان قادرًا فعليًا على نقل الكلام، في العام 1876م، وبعدها ظهرت أجهزة الهاتف للعلن بشكلها البدائي، ولاحقًا في نفس العام تم اختبار الهاتف على مسافة 5 كيلومتر، بين بوسطن وكامبريدج بورت ماساتشوستس، وفي العام 1877م تم تركيب أول هاتف بشكل تجاري لمؤسسة خاصة.^[٢]

بسبب الأداء الضعيف نسبيًا لأجهزة الهاتف حتى ذلك الوقت، استمر مخترعون عدة بالعمل على تطوير الهاتف، وفي العام 1886م صمم توماس أديسون جهاز إرسال صوتي، مستخدمًا حبيبات الكربون داخل جزء الإرسال، وقد كان جهازه بسيطًا ورخيصًا لكنه كان فعالًا بحيث أصبح أساسًا لتصميم أجهزة الإرسال في الهواتف، حتى سبعينات القرن العشرين،وفي العام 1887م تحديدًا تم وضع جهاز الإرسال والاستقبال في مقبض واحد يستخدم يدويًا، واستمر تطور الهاتف عبر السنين بأشكال عدة وإضافات جديدة في كل مرة حتى الوصول إلى الهواتف الإلكترونية الحديثة.^[٢]

إنجازات ألكسندر غراهام بيل

ولد مخترع الهاتف ألكسندر غراهام بيل في أدنبرة، اسكتلندا في العام 1847م، درس البيانو وبدأ بالاختراع في سن مبكرة، وتلقى تعليمًا منزليًا، وفي العام 1870م انتقل إلى الولايات المتحدة حيث طبّق نظامًا ابتكره والده لتعليم الأطفال الصمّ عن طريق مجموعة من الرموز تمثل أصوات الكلام، وفي العام 1872م افتتح مدرسة لتعليم الصمّ، وبالرغم من عدم حصوله على أي شهادة جامعية، أصبح أستاذًا في علم فسيولوجيا الصوت والخطابة في جامعة بوسطن. ^[٣]

بالإضافة إلى كونه مخترع الهاتف، عمل غراهام بيل على مئات المشاريع خلال مسيرته، وكان له ابتكارات كثيرة، وقد حصل على براءات اختراع عدة في مجالات مختلفة، ومن أبرز اختراعاته ما يأتي:^[٣]

• جهاز الكشف عن المعادن: ابتكر بيل هذا الجهاز أساسًا للبحث عن موقع رصاصة أطلقت على الرئيس الأمريكي جيمس غارفيلد.
• جهاز الفوتوفون: أو الهاتف الضوئي، وهو جهاز اتصال يسمح بنقل الكلام عبر شعاع من الضوء.
• جهاز الجرافوفون: وهو عبارة عن نسخة مطورة من جهاز الفونوغراف أو الحاكي، والذي يسمح بتشغيل الصوت وتسجيله.
• جهاز قياس السمع: واستخدم هذا الجهاز للكشف عن المشاكل السمعية.

في العام 1880م حصل بيل على جائزة الفولتا الفرنسية، وأسس بعدها منشأة كُرست لدعم الاكتشافات العلمية في العاصمة واشنطن، كما اخترع العديد من التقنيات التي ساعدت في تعليم الصم، وعمل مع المؤلفة هيلين كيلر، وساعد في إطلاق مجلة العلوم، كما شغل منصب رئيس الجمعية الجغرافية الوطنية لسنوات عدة، توفي غراهام بيل في الثاني من آب في العام 1922م، وفي ذلك اليوم تم إسكات كل هاتف في أمريكا تكريمًا لكونه مخترع الهاتف. ^[٣]

كيف يعمل الهاتف

بعد معرفة مخترع الهاتف وأهم إنجازاته، يجب التعرف على مبدأ عمل هذا الاختراع، ولفهم طريقة عمل الهاتف بشكله الأساسي منذ اختراع غراهام بيل له يمكن القول أنّ هناك جزءان أساسيان لإتمام أي مكالمة هاتفية؛ وهما المستقبل الموجود في سماعة الهاتف، والمرسل الموجود في الجزء الذي يتم التحدث من خلاله، وفيما يأتي شرح لآلية عمل كل جزء منهما:^[٤]

• جهاز الإرسال: يحتوي جهاز الإرسال على قرص معدني يسمى طبلة الهاتف، و عند التحدث خلال الهاتف تهتز الطبلة نتيجة للموجات الصوتية، وتكون هذه الاهتزازات مرتفعة أو منخفضة تبعًا لدرجة الصوت، توقع خلف الطبلة حاوية صغيرة من الحبوب الكربونية، وعند اهتزاز الطبلة يتم الضغط على حبيبات الكربون وتقترب من بعضها، والأصوات الأعلى تؤدي إلى ضغط حبيبات الكربون بشكل أكبر، ويمر التيار الكهربائي خلال حبيبات الكربون وكلما كانت حبيبات الكربون مضغوطة بشكل أكبر زادت كمية الكهرباء المتدفقة، ويمر التيار الكهربائي على طول أسلاك الهاتف، المثبتة فوق أعمدة منتشرة على جنبات الطرق، و يحتوي التيار الكهربائي على معلومات الأصوات المرسلة، ليتم إنتاجها في مستقبِل الهاتف الآخر.^[٤]
• جهاز الاستقبال: يحتوي المستقبل أيضًا على جزء الطبلة، التي تهتز لدى وصول التيار الكهربائي القادم من الطرف الآخر، وتتصل الطبلة باثنين من المغانط، الأول عبارة عن مغناطيس عادي يثبت الطبلة، والآخر عبارة عن مغناطيس كهربائي يولد تيارًا مغناطيسيا، يتكون هذا المغناطيس من قطعة من الحديد يلتف حولها سلك، وعندما يمر التيار الكهربائي خلال الأسلاك الملتفة، فإنّ قطعة الحديد تتحول إلى مغناطيس، وكلما زادت قوة التيار الكهربائي يصبح المغناطيس أقوى، بحيث يسحب الطبلة نحوه وتهتز بشكل أكبر وتقوم بتحويل هذه الموجات الكهرومغناطيسية إلى أصوات يتم سماعها عبر مستقبِل الهاتف.^[٤]

خطوط الهاتف

استخدمت خطوط الهاتف الأولى نفس الدوائر الخارجية لخطوط التلغراف، أسلاك من الفولاذ مع عوازل زجاجية مدعومة بأعمدة خشبية، ونظرًا لكون الإشارة الكهربائية تحتاج إلى وجود سلكين، كان السلك الثاني يعود إلى الأرض، لكن استخدام سلك واحد في بداية الأمر جعل الهاتف عرضة لتداخل إشارات أخرى، وقد تم حل هذه المشكلة باستخدام دارة معدنية ثنائية الأسلاك، وقد تم تطبيق هذه الميزة لأول مرة في العام 1881م على خط هاتفي بين كل من بروفيدنس ورود آيلاند وبوسطن.^[٥]

مع ازدياد المسافات بين أجهزة الهاتف، نشأ عدد من المشكلات التقنية التي لم تواجه خطوط التلغراف من قبل، حتى مع وجود نظام السلكين، لم تستطع خطوط التلغراف نقل سوى جزء بسيط من هذه الإشارات، حيث إنّ ترددات إشارات الهاتف أكبر ب 30 مرة من ترددات إشارات التلغراف، وقد حسّن اكتشاف الأسلاك النحاسية الأمر، لكن عمليات التصنيع أنتجت أسلاكًا هشة، غير قادرة على دعم نفسها خلال المساقات الطويلة بين الأعمدة، ومع اكتشاف أسلاك النحاس المسحوبة الصلبة تم التغلب على المشكلة في العام 1884م، وتم اختبار هذه الأسلاك لخط الهاتف على مسافة طويلة بين مدينتي بوسطن ونيويورك.^[٥]

المراجع

1. ↑ "Telephones", www.encyclopedia.com, Retrieved 8-12-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت ث} "Development of the telephone instrument Early sound transmitters", www.britannica.com, Retrieved 8-12-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت} "Alexander Graham Bell", www.history.com, Retrieved 7-12-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت} "How a Telephone Works", www.thoughtco.com, Retrieved 7-12-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "Transmission", www.britannica.com, Retrieved 8-12-2019. Edited.