Sir Charles Wheatstone FRS FRSE ( / ˈ w iː t s t ə n / ; [1] 6 de febrero de 1802 - 19 de octubre de 1875), fue un científico inglés e inventor de muchos avances científicos de la era victoriana , incluida la concertina inglesa , la estereoscopio (un dispositivo para mostrar imágenes tridimensionales) y el cifrado Playfair (una técnica de cifrado ). Sin embargo, Wheatstone es mejor conocido por sus contribuciones en el desarrollo del puente de Wheatstone , inventado originalmente por Samuel Hunter Christie , que se utiliza para medir una resistencia eléctrica desconocida, y como una figura importante en el desarrollo de la telegrafía .
Charles Wheatstone nació en Barnwood , Gloucestershire. Su padre, W. Wheatstone, era un vendedor de música en la ciudad y se mudó al 128 de Pall Mall, Londres, cuatro años después, donde se convirtió en profesor de flauta. Charles, el segundo hijo, fue a una escuela de pueblo, cerca de Gloucester, y luego a varias instituciones en Londres. Uno de ellos estaba en Kennington y lo conservaba una tal señora Castlemaine, que quedó asombrada por su rápido progreso. De otro huyó, pero fue capturado en Windsor , no lejos del teatro de su práctica telégrafo. De niño era muy tímido y sensible, le gustaba retirarse a un desván, sin más compañía que sus propios pensamientos.
Cuando tenía unos catorce años, fue aprendiz de su tío y tocayo, 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 sacó del cuidado de su tío.
A los quince años, Wheatstone tradujo poesía francesa y escribió dos canciones, una de las cuales fue regalada a su tío, quien la publicó sin saber que era una composición de su sobrino. Algunas líneas suyas sobre la lira se convirtieron en lema de un grabado de Bartolozzi . Visitaba a menudo un antiguo puesto de libros en las proximidades de Pall Mall , que entonces era una calle ruinosa y sin pavimentar. La mayor parte de su dinero de bolsillo lo gastó en comprar los libros que le habían gustado, ya fueran cuentos de hadas, historia o ciencia.
Un día, para sorpresa del librero, codiciaba un volumen sobre los descubrimientos de Volta en la electricidad, pero al no tener el precio, ahorró sus centavos y consiguió el volumen. Estaba escrito en francés, por lo que se vio obligado a ahorrar nuevamente 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 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 placas de cobre necesarias. Sólo les quedaban unas pocas monedas de cobre. A Charles, que era el espíritu líder de estas investigaciones, se le ocurrió una idea feliz: "Debemos usar las monedas de un centavo", dijo, y la batería pronto estuvo completa.
En Christchurch, Marylebone , el 12 de febrero de 1847, Wheatstone se casó con Emma West. Era hija de un comerciante de Taunton y tenía una apariencia atractiva. Murió en 1866, dejando a su cuidado una familia de cinco niños pequeños. Su vida doméstica transcurrió tranquila y sin incidentes.
Aunque silencioso y reservado en público, Wheatstone era un conversador claro y voluble en privado, si se dedicaba a 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 en Oxford hablando seriamente a Lord Palmerston sobre las capacidades de su telégrafo. ¡No lo digas! -exclamó el estadista. "Debo conseguir que le digas eso al Lord Canciller." Y diciendo esto, ató al electricista a Lord Westbury y logró escapar. Un recuerdo de esta entrevista pudo haber llevado a Palmerston a comentar que llegaría el momento en que a un ministro se le podría preguntar en el Parlamento si había estallado la guerra en la India, y él respondería: "Espera un momento; Telegrafiaré al gobernador general y se lo haré saber.
Wheatstone fue nombrado caballero en 1868, después de completar el telégrafo automático. [2] Anteriormente había sido nombrado Caballero de la Legión de Honor . Unas treinta y cuatro distinciones y diplomas de sociedades nacionales y extranjeras atestiguan su reputación científica. Desde 1836 había sido miembro de la Royal Society, y en 1859 fue elegido miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias , y en 1873 Asociado Extranjero de la Academia Francesa de Ciencias . El mismo año recibió la Medalla Ampère de la Sociedad Francesa para el Fomento de la Industria Nacional. En 1875 fue creado miembro honorario de la Institución de Ingenieros Civiles. Fue DCL de Oxford y LL.D. de Cambridge.
Mientras estaba de visita en París durante el otoño de 1875, y se dedicaba a perfeccionar su instrumento receptor para cables submarinos, cogió un resfriado que le produjo una inflamación de los pulmones , enfermedad de la que murió en París, el 19 de octubre de 1875, a la edad de 73 años. Se celebró un servicio conmemorativo en la Capilla Anglicana de París, al que asistió una delegación de la academia. Sus restos fueron llevados a su casa en Park Crescent, Londres (hoy marcada con una placa azul ) y enterrados en el cementerio de Kensal Green .
En septiembre de 1821, Wheatstone se dio a conocer al público al exhibir la 'Lira encantada' o 'Acoucryptophone' en una tienda de música en Pall Mall y en la Galería Adelaide. Consistía en una lira mímica colgada del techo mediante una cuerda y que emitía las notas de varios instrumentos: el piano, el arpa y el dulcimer . En realidad era una simple caja de resonancia, y la cuerda era una varilla de acero que transmitía las vibraciones de la música de los distintos 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 los Annals of Philosophy de Thomson de 1823.
Reconoció que el sonido se propaga por ondas u oscilaciones de la atmósfera, como entonces se creía que la luz lo hacía 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 concibió el plan de transmitir señales sonoras, música o palabras a largas distancias por este medio. Estimó que el sonido viajaría a 200 millas por segundo (320 km/s ) a través de varillas sólidas y propuso telegrafiar de Londres a Edimburgo de esta manera. Incluso llamó a su acuerdo "teléfono". ( Robert Hooke , en su Micrographia , publicada en 1667, escribe: "Puedo asegurar al lector que, con la ayuda de un cable distendido, he propagado el sonido a una distancia muy considerable en un instante, o con un ritmo aparentemente rápido". movimiento como el de la luz". Tampoco era esencial que el cable fuera recto; podía doblarse 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 nuestra capacidad de oír.)
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 Hanover Square Rooms , o incluso en Horns Tavern, Kennington. . Las vibraciones deben viajar a través de conductores subterráneos, como el gas en las tuberías.
Además de transmitir sonidos a distancia, Wheatstone ideó un instrumento sencillo 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 era muy diferente del micrófono eléctrico del profesor Hughes.
En 1823, su tío, el fabricante de instrumentos musicales, murió y Wheatstone, con su hermano mayor, William, se hicieron cargo del negocio. A Charles no le gustaba mucho la parte comercial, pero su ingenio encontró salida al mejorar los instrumentos existentes y al idear juguetes filosóficos. También inventó sus propios instrumentos. Una de las más famosas fue la concertina de Wheatstone . Era un instrumento de seis lados con 64 [ cita necesaria ] teclas, dispuestas lógicamente para digitaciones cromáticas simples. La concertina inglesa se hizo cada vez más famosa a lo largo de su vida, sin embargo, no alcanzó su punto máximo de popularidad hasta principios del siglo XX. [a]
En 1827, Wheatstone presentó su " caleidófono ", un dispositivo para hacer evidentes a la vista las vibraciones de un cuerpo sonoro. Consiste en una varilla de metal que lleva en su extremo una cuenta plateada, que refleja un "punto" de luz. Cuando la varilla vibra, se ve que el punto describe complicadas figuras en el aire, como una chispa que gira en la oscuridad. Probablemente este aparato sugirió su fotómetro . Permite comparar dos luces por el brillo relativo de sus reflejos en una cuenta plateada, que describe una elipse estrecha, de modo que los puntos se dibujan en líneas paralelas.
En 1828, Wheatstone mejoró el instrumento de viento alemán, llamado Mundharmonika , creando el sinfonio (o sinfonión [b] ), un instrumento de lengüeta libre soplado con una disposición lógica de teclas, patentado el 19 de diciembre de 1829, [4] prefigurando la concertina inglesa de fuelle. [5] El armonio portátil es otro de sus inventos, con el que obtuvo medalla de premio en la Gran Exposición de 1851. También mejoró la máquina parlante de De Kempelen , y apoyó la opinión de Sir David Brewster , 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 catedrático 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 mudo e incapaz, a veces dando la espalda al público y murmurando a los diagramas en la pared. En el laboratorio se sentía como en casa y desde entonces limitó sus deberes principalmente a la demostración.
Logró fama gracias a un gran experimento realizado en 1834: la medición de la velocidad de la electricidad en un cable. Cortó el cable por la mitad 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 espejo diminuto en la caja de un reloj, de modo que girara a gran velocidad, y observó en él los reflejos de sus tres chispas. Las puntas del alambre estaban dispuestas de tal manera que si las chispas fueran instantáneas, sus reflejos aparecerían en una línea recta; pero el del medio se vio rezagado respecto a los demás, porque fue un instante después. La electricidad había tardado cierto tiempo en viajar desde los extremos del cable hasta el centro. Este tiempo se encontró midiendo la cantidad de retraso y comparándolo con la velocidad conocida del espejo. Habiendo obtenido el tiempo, sólo tuvo que compararlo 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 rápida que lo que ahora sabemos que es la velocidad de la luz (299.792,458 kilómetros por segundo (186.000 mi/s)), pero, no obstante, fueron una aproximación interesante. [6] [7]
Algunos científicos ya sabían que la "velocidad" de la electricidad dependía de las propiedades del conductor y de su entorno. Francis Ronalds había observado un retraso en la señal en su cable de telégrafo eléctrico enterrado (pero no en su línea aérea) en 1816 y describió su causa como inducción. [8] 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 que se comercializara el telégrafo, Michael Faraday describió cómo la velocidad de un campo eléctrico en un cable submarino, recubierto con aislante y rodeado de agua, es de sólo 144.000 millas por segundo (232.000 km/s), o incluso menos.
El dispositivo de Wheatstone del espejo giratorio fue posteriormente empleado por Léon Foucault e Hippolyte Fizeau para medir las velocidades relativas de la luz en el aire frente al agua , y más tarde para medir la velocidad de la luz .
Wheatstone y otros también contribuyeron a la espectroscopia temprana mediante el descubrimiento y explotación de líneas de emisión espectral. [9] [10] [11]
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. Así El tipo de metales que formaban los puntos de chispa se podía determinar analizando la luz de la chispa. Esta sugerencia ha sido de gran utilidad en el análisis del espectro y, aplicada por 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". [12]
Wheatstone abandonó su idea de transmitir inteligencia mediante la vibración mecánica de varillas y adoptó el telégrafo eléctrico . En 1835 dio una conferencia sobre el sistema del barón Schilling y declaró que ya se conocían los medios mediante los cuales un telégrafo eléctrico podría prestar un gran servicio al mundo. Hizo experimentos con un plan propio y no sólo 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 de William Cooke en su casa de Conduit Street el 27 de febrero de 1837, lo que tuvo una importante influencia en su futuro.
Cooke era un oficial del ejército de Madrás , que, estando en casa de permiso, asistía a unas clases de anatomía en la Universidad de Heidelberg , donde, el 6 de marzo de 1836, presenció una demostración con el telégrafo del profesor Georg Munke , y quedó tan Impresionado por su importancia, 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 conocimientos científicos, consultó a Michael Faraday y Peter Roget (entonces secretario de la Royal Society ): Roget lo envió a Wheatstone.
En una segunda entrevista, Cooke le contó a Wheatstone su intención de sacar a la luz un telégrafo que funcionara y le explicó su método. Wheatstone, según su propia declaración, comentó a Cooke que el método no funcionaría y produjo su propio telégrafo experimental. Finalmente, Cooke propuso que se asociaran, pero Wheatstone al principio se mostró reacio a aceptar. Era un hombre de ciencia muy conocido y tenía la intención de publicar sus resultados sin tratar de sacar provecho de ellos. Cooke, por otra parte, declaró que su único objetivo era hacer una fortuna con el plan. En mayo acordaron unir sus fuerzas, aportando Wheatstone el talento científico y Cooke el talento administrativo. La escritura de sociedad estaba fechada el 19 de noviembre de 1837. Se obtuvo una patente conjunta para sus inventos, incluido el telégrafo de cinco agujas de Wheatstone, [13] y una alarma accionada por un relé, en el que la corriente, sumergiendo una aguja en mercurio, completó un circuito local y liberó el retén de un mecanismo de relojería.
El telégrafo de cinco agujas, que se debió principalmente, si no en su totalidad, a Wheatstone, era similar al de Schilling y se basaba en el principio enunciado por Ampère : es decir, la corriente se enviaba a la línea completando el circuito. de la batería con una llave de abrir y cerrar, y en el otro extremo pasaba a través de una bobina de alambre que rodeaba una aguja magnética libre para girar alrededor de su centro. Según se aplicaba un polo u otro de la batería a la línea mediante 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 giraban en filas a lo largo del centro de una esfera con forma de diamante, y tenían las letras del alfabeto dispuestas sobre ella de tal manera que la corriente señalaba literalmente una letra, desviando dos de las agujas hacia ella.
El 25 de julio de 1837 se tendió una línea experimental, con un sexto cable de retorno, entre la terminal de Euston y la estación de Camden Town del London and North Western Railway. La distancia real era de sólo 2,4 km (una milla y media), pero había repuestos. Se había insertado un cable en el circuito para aumentar su longitud. Ya era tarde cuando tuvo lugar el juicio. Cooke estaba a cargo en Camden Town, mientras Robert Stephenson y otros caballeros observaban; y Wheatstone estaba sentado ante su instrumento en una pequeña y lúgubre habitación, iluminada por una vela de sebo, cerca de la oficina de reservas en Euston. Wheatstone envió el primer mensaje, a lo que Cooke respondió: y "nunca", dijo Wheatstone, "sentí antes una sensación tan tumultuosa como cuando, completamente solo en la tranquila habitación, oí el ruido de las agujas y mientras deletreaba las palabras , Sentí que toda la magnitud del invento era practicable más allá de dudas o disputas".
A pesar de este proceso, los directores del ferrocarril trataron con indiferencia el "novedoso" invento y solicitaron su retirada. 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 de West Drayton , una distancia de trece millas (21 km). Al principio, parte del cable se tendió bajo tierra, pero posteriormente se levantó todo sobre postes a lo largo de la línea. Su circuito finalmente se amplió hasta 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 un chelín (0,05 libras esterlinas) y en 1844 un observador fascinado registró lo siguiente:
"Es perfecto desde el final del Great Western hasta Slough, es decir, dieciocho millas; los cables están en algunos lugares bajo tierra en tubos, y en otros en lo alto del aire, lo cual último, dice, es con diferencia "El mejor plan. Le preguntamos si el tiempo no afectaba a los cables, pero él dijo que no; una tormenta violenta podría sonar, pero nada más. Nos llevaron a una pequeña habitación (éramos la señora Drummond , la señorita Philips, Harry Codrington y a mí (y después a los Milman y al señor Rich) donde había varias cajas de madera que contenían diferentes tipos de telégrafos. En una clase se deletreaba cada palabra y, a medida que cada letra se colocaba por turno en una posición particular, la maquinaria hacía que el fluido eléctrico se corrió a lo largo de la línea, donde hizo que la carta se mostrara en Slough, mediante qué maquinaria no podía intentar explicar. Después de cada palabra venía un signo de Slough, que significaba "Entiendo", llegando ciertamente en menos de un segundo desde el final. de la palabra......Otro imprime los mensajes que trae, para que si nadie atendiera al timbre,....no se perdiera el mensaje. Esto se consigue mediante el fluido eléctrico que hace que un pequeño martillo golpee la letra que se presenta, la letra que se levanta golpea un múltiple papel de escribir (un nuevo invento, papel negro que, si se presiona, deja una marca negra indeleble), por lo que significa que la impresión se deja sobre un papel blanco debajo. Éste era el más ingenioso de todos y, aparentemente , el favorito del señor Wheatstone ; fue muy amable al explicar, pero él mismo lo entiende tan bien que no puede darse cuenta de 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; inventa tantas cosas que no puede poner en práctica la mitad de sus ideas, sino que las deja para que otras las recojan y las utilicen, quienes se llevan el crédito por ellas." [14]
El público acogió el nuevo invento tras la captura del asesino John Tawell , quien en 1845 se había convertido en la primera persona arrestada gracias a la tecnología de las telecomunicaciones. Ese mismo año, Wheatstone introdujo dos formas mejoradas del aparato, a saber, los instrumentos de aguja "simple" y "doble", en los que las señales se generaban mediante desviaciones sucesivas de las agujas. De estos, el instrumento de una sola aguja, que requiere sólo un cable, todavía está en uso. [ cita necesaria ]
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, fue anunciada 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 puesto ganador.
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 , por parte de Cooke, y del profesor Daniell , del King's College, inventor de la célula Daniell , por parte de Wheatstone. Le otorgaron a Cooke el crédito de haber introducido el telégrafo como una empresa útil que prometía ser de importancia nacional, y a Wheatstone el de haber preparado con sus investigaciones al público para recibirlo. Concluyeron con las palabras: "Es al trabajo conjunto de dos caballeros tan bien calificados para ayudarse mutuamente a lo que debemos atribuir el rápido progreso que ha logrado este importante invento durante los cinco años desde que estuvieron asociados". La decisión, aunque vaga, considera que el telégrafo de aguja es una producción conjunta. Si fue inventado principalmente por Wheatstone, fue introducido principalmente por Cooke. Sus respectivas participaciones en la empresa podrían compararse con las de un autor y su editor, si no fuera por el hecho de que el propio Cooke tenía una participación en la obra real de invención.
De 1836 a 1837, 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 de JD Llewellyn, sumergió un trozo de cable aislado en la bahía de Swansea y envió señales a través de él desde un barco hasta el faro de Mumbles . El año que viene propuso el uso de gutapercha para recubrir el 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 paso a paso y mostraba las letras del mensaje en un dial. El mismo principio se utilizó en su telégrafo de tipografía, patentado en 1841. Este fue el primer aparato que imprimió un telegrama en tipografía. Funcionaba mediante dos circuitos y, mientras el tipo giraba, un martillo, accionado por la corriente, presionaba 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, por su escritura de sociedad con Cooke, recibió una suma de 33.000 libras esterlinas por el uso de sus invenciones conjuntas.
En 1859, la Junta de Comercio nombró a Wheatstone 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, explotadas por diferentes empresas, fueron transferidas a la Oficina de Correos y puestas bajo control gubernamental.
Wheatstone inventó además el transmisor automático , en el que las señales del mensaje se perforan primero en una tira de papel ( cinta perforada ), que luego se pasa a través de la llave 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. En la noche del 8 de abril de 1886, cuando Gladstone presentó su proyecto de ley para la autonomía en Irlanda , 100 transmisores de 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 patentado originalmente por Alexander Bain en 1846; pero Wheatstone, ayudado por Augustus Stroh, un consumado mecánico y hábil experimentador, fue el primero en llevar la idea a la práctica con éxito. Este sistema se conoce a menudo como el Perforador de Wheatstone [15] y es el precursor de la cinta teletipo del mercado de valores . [dieciséis]
La estereopsis fue descrita por primera vez por Wheatstone en 1838. [17] 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, conjunto de lentes o espejos, se combinan dos fotografías del mismo objeto tomadas desde diferentes puntos para que el objeto destaque 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, [18] y es en cierto modo el reverso del estereoscopio, ya que hace que un objeto sólido parezca hueco y uno más cercano parezca hueco. más lejos; 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 estéreo y realizar investigaciones sobre lo que ahora se llamaría psicología experimental.
En 1840, Wheatstone presentó su cronoscopio, para medir intervalos de tiempo diminutos, 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 registraba el instante de un suceso mediante un lápiz sobre un papel en movimiento. Se dice que era capaz de distinguir 1/7300 parte de segundo (137 microsegundos) y el tiempo que tardaba un cuerpo en caer desde una altura de una pulgada (25 mm).
El 26 de noviembre de 1840, expuso 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 contactor 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 mecánico en Wheatstone de agosto a diciembre de 1840, y afirmó que había comunicado a Wheatstone la idea de un reloj eléctrico 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 la revista Mechanics sus problemas financieros. El editor le presentó a Sir Charles Wheatstone. Bain le mostró sus modelos a Wheatstone, quien, cuando se le pidió su opinión, dijo: "¡Oh, no debería molestarme en desarrollar más estas cosas! No hay futuro en ellas". [ cita necesaria ] Tres meses después, Wheatstone demostró 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.
Uno de los dispositivos más ingeniosos de Wheatstone fue el 'reloj polar', expuesto en la reunión de la Asociación Británica en 1848. Se basa en el hecho descubierto por Sir David Brewster de que la luz del cielo está polarizada en un plano en ángulo. de noventa grados desde la posición del sol. De ello se deduce que descubriendo ese plano de polarización y midiendo su azimut con respecto al norte, se podría determinar la posición del sol, aunque debajo del horizonte, y obtener el tiempo solar aparente.
El reloj constaba de un catalejo, que tenía un prisma Nicol (de doble imagen) como ocular y una fina placa de selenita como objetivo. Cuando el tubo se dirigió hacia el 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 resulta de poca utilidad en un país donde los relojes son fiables; pero formó parte del equipo de la expedición al Polo Norte de 1875-1876 comandada por el capitán Nares.
En 1843, Wheatstone comunicó un importante artículo a la Royal Society, titulado "Relación 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 aún lleva 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 lo publicó en Philosophical Transactions de 1833. [19] El método fue descuidado hasta que Wheatstone lo puso en conocimiento. [20]
Su artículo abunda en fórmulas sencillas y prácticas para el cálculo de corrientes y resistencias mediante 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 se podía aplicar para medir la longitud del alambre por su resistencia. La Sociedad le concedió una medalla por su artículo. [21] El mismo año inventó un aparato que permitía registrar a distancia la lectura de un termómetro o de un barómetro mediante un contacto eléctrico realizado por el mercurio. Cooke y Wheatstone también patentaron en mayo de ese año un telégrafo sonoro, en el que las señales se daban mediante el sonido de una campana.
El notable ingenio de Wheatstone también se demostró en la invención de las cifras. Fue el responsable del entonces inusual cifrado Playfair , que lleva el nombre de su amigo Lord Playfair . Fue utilizado por los ejércitos de varias naciones al menos durante la Primera Guerra Mundial, y se sabe que fue utilizado durante la Segunda Guerra Mundial por los servicios de inteligencia británicos. [22]
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 criptógrafo o máquina para convertir un mensaje en un cifrado que sólo podía interpretarse colocando el cifrado en una máquina correspondiente ajustada para descifrarlo.
Como matemático aficionado , Wheatstone publicó una prueba matemática en 1854 (ver Cubo (álgebra) ).
En 1840, Wheatstone presentó 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 señor CW Siemens había comunicado el mismo descubrimiento diez días antes, y ambos artículos fueron leídos el mismo día.
Más tarde resultó que Werner von Siemens , Samuel Alfred Varley y Wheatstone habían llegado independientemente al principio con unos pocos meses de diferencia. Varley lo patentó el 24 de diciembre de 1866; Siemens llamó la atención sobre ello el 17 de enero de 1867; y Wheatstone lo exhibió en acción en la Royal Society en la fecha mencionada.
Wheatstone estuvo involucrado en varias disputas con otros científicos a lo largo de su vida sobre su papel en diferentes tecnologías y en ocasiones pareció atribuirse más crédito del que le correspondía. Además de los mencionados anteriormente William Fothergill Cooke , Alexander Bain y David Brewster , también se encontraba 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 también que había instalado allí los primeros instrumentos meteorológicos de registro automático (véase, por ejemplo, Howarth, p. 158). [23] [24]
Wheatstone se casó con Emma West, solterona, hija de John Hooke West, fallecido, en Christ Church, Marylebone , el 12 de febrero de 1847. El matrimonio fue por licencia. [25]
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