Ли де Форест

Ли де Форест (енгл. Lee de Forest, Каунсил Бафс, Ајова, 26. август 1873. – Холивуд, 30. јун 1961) амерички је електроничар и изумитељ. Један од оснивача радиотехнике. Конструирао је електролитички детектор, једноставнији него што га је недуго пре тога изумео А. Флеминг у Енглеској. Конструирао је и гасом пуњену диоду, те изумео (1906) и патентирао (1907) електронску цев триоду, која је омогућила појачавање електричних промена и с којом је стварно започео развој електронике. Помоћу ње конструирао је стабилан и осетљив радио пријемник, назвавши га аудионом. Око 1912. у аудиону је применио повратну везу те тако конструирао и осцилатор (патентирали су га А. Меиснер у Немачкој, те Е. Х. Армстронг и други у САД). На темељу тога конструирао је 1916. радио одашиљач. Током 1920-их година бавио се звучним филмом и његови су изуми били кључни у развоју тога подручја. Осцилатори на основу аудиона с повратном спрегом били су и први уређаји за медицинску дијатермију. Током Другог светског рата радио на војној примени електронике. Написао аутобиографију Отац радија (енг. Father of Radio, 1950).

Ли де Форест
Ли де Форест око 1900–1910
Име по рођењу	Лее де Форест
Датум рођења	(1873-08-26)26. август 1873.
Место рођења	Каунсил Бафс, Ајова  САД
Датум смрти	30. јун 1961.(1961-06-30) (87 год.)
Место смрти	Холивуд, Калифорнија  САД
Пребивалиште	САД
Држављанство	Америчко
Универзитет	Јејл колеџ (Шефилдова научна школа)
Занимање	Изумитељ
Деловање	Троелектродна вакуумска цев (Audion), записивање звука на филму (Phonofilm)

Изглед прве триоде из 1906. коју је направио Ли де Форест.

Младост

Ли де Форест је рођен 1873. у Каунсил Бафсу, Ајова, као син Ен Маргарет (девојачки Робинс) и Хенрија Свифта Де Фореста. Он је био директан потомак Џесија де Фореста, вође групе валонских хугенота који су побегли из Европе у 17. веку због верског прогона.

Де Форестов отац је био свештеник конгрегацијске цркве који се надао да ће и његов син постати пастор. Године 1879. старији де Форест је постао председник Таладега колеџа Америчког мисионарског удружења у Таладеги, Алабама, школе „отворене за све особе оба пола, без обзира на секту, расу или боју коже“, и која је образовала првенствено Афроамериканце. Многи локални бели грађани су негодовали због школе и њене мисије, те је Ли већину своје младости провео у Таладеги изолован од беле заједнице, са неколико блиских пријатеља међу црном децом у граду.

Де Форест се припремао за колеџ тако што је две године похађао школу за дечаке Маунт Хермон у Маунт Хермону, Масачусетс, почев од 1891. Године 1893. уписао се на трогодишњи курс студија на научној школи Шефилд Универзитета Јејл у Њу Хејвену, Конектикат, на годишњој стипендији од 300 долара која је успостављена за рођаке Дејвида де Фореста. Уверен да му је суђено да постане славан и богат проналазач, и како му је стално недостајало средстава, настојао је да заинтересује компаније низом уређаја и загонетки које је креирао. Са великим очекивањима је подносио есеје на наградним такмичењима, али је све то произвело мало успеха.

Након завршетка основних студија, у септембру 1896. де Форест је започео трогодишњи постдипломски рад. Међутим, његови електрични експерименти су имали тенденцију да прегоре осигураче, узрокујући нестанке струје у целој згради. Чак и након што је упозорен да буде опрезнији, успео је да угаси светла током важног предавања професора Чарлса С. Хејстингса, који је одговорио тако што је де Фореста протерао из Шефилда.

Са избијањем Шпанско-америчког рата 1898. године, де Форест се уписао у Батерију добровољачке милиције Конектиката као трубач, али се рат завршио и он је отпуштен без напуштања државе. Затим је завршио студије у Јејлској лабораторији за физику Слоун, стекавши докторат 1899. године са дисертацијом на тему „Рефлекција Херцових таласа са крајева паралелних жица“, коју је надгледао теоријски физичар Вилард Гибс.

Рани рад на радију

Де Форест, негде између 1914. и 1922. године, са два своја уређаја, малом пријемном цеви од 1 вата (лево), и каснијом цеви за пренос снаге од 250 вати (десно), коју је назвао „осцилијом“.

Одражавајући његов пионирски рад, де Форест се понекад сматра „оцем радија“, што је почасно име које је усвојио као наслов своје аутобиографије из 1950. године. Крајем 1800-их постао је убеђен да постоји велика будућност у радиотелеграфској комуникацији (тада познатој као „бежична телеграфија”), али Италијан Гуљелмо Маркони, који је добио свој први патент 1896, већ је остварио импресиван напредак у Европи и у Сједињеним Државама. Једна мана Марконијевог приступа била је његова употреба кохерера као пријемника, који је, мада је омогућавао трајне записе, био веома спор (након сваке примљене тачке или цртице Морзеовог кода, морао је да се додирне да би се поново покренуо рад), неосетљив и непоуздан. Де Форест је био одлучан да осмисли бољи систем, укључујући детектор који се самообнавља и који би могао да прима преносе ухом, чинећи га тако способним да прима слабије сигнале и омогућава брже слање Морзеовог кода.

Након неуспешних покушаја запослења код Николе Тесле и Марконија, де Форест је кренуо на своју руку. Његов први посао након што је напустио Јејл био је у телефонској лабораторији компаније Вестерн Електрик у Чикагу, Илиноису. Док је био тамо, развио свој први пријемник, који је био заснован на налазима два немачка научника, др. А. Нојгшвендера и Емила Ашкинаса. Њихов оригинални дизајн састојао се од огледала у коме је уски, навлажени прорез био изрезан кроз посребрену полеђину. Прикључујући батерију и телефонску слушалицу, могле су да чују промене звука као одговор на импулсе радио сигнала. Де Форест, заједно са Едом Смајтом, колегом који је пружао финансијску и техничку помоћ, развио је варијације које су назвали „респондерима”.

Уследио је низ краткорочних позиција, укључујући три непродуктивна месеца у Америчкој компанији за бежични телеграф професора Ворена С. Џонсона у Милвокију, Висконсин, и рад као помоћник уредника часописа Wестерн Елецтрициан у Чикагу. Са радио истраживањем као главним приоритетом, де Форест је затим преузео место вечерњег предавача на Луисовом институту, што му је остављало довољно времена да спроводи експерименте на Институту за оклоп. До 1900. године, користећи предајник са варничним намотајем и пријемник са одговором, де Форест је проширио свој домет одашиљања на око седам километара (четири миље). Професор Кларенс Фриман са Института за оклоп заинтересовао се за де Форестов рад и развио нови тип варничног предајника.

Де Форест је убрзо осетио да га Смајт и Фриман спутавају, те је у јесен 1901. донео храбру одлуку да оде у Њујорк да се директно такмичи са Марконијем у преношењу резултата трка за међународне трке јахти. Маркони је већ направио аранжмане да обезбеди извештаје за Асошијетед прес, што је успешно урадио за такмичење 1899. године. Де Форест је уговорио да уради исто за мање удружење Издавача штампе.

Испоставило се да је трка била скоро потпуни неуспех. Фриманов одашиљач се покварио — у налету беса, де Форест га је бацио преко палубе — и морао је да буде замењен обичним варничним калемом. Што је још горе, Америчка компанија за бежични телефон и телеграф која је тврдила да има власништво над патентом Амоса Долбера из 1886. за бежичну комуникацију, што је значило да држи монопол на сву бежичну комуникацију у Сједињеним Државама, такође је поставила моћан предајник. Ниједна од ових компанија није имала ефикасно подешавање за своје предајнике, тако да је само једна могла да емитује без изазивања међусобне сметње. Иако је учињен покушај да се избегне сукобљавање три система ротирајућим операцијама у интервалима од по пет минута, споразум је раскинут, што је резултирало хаосом, јер су се истовремени преноси међусобно сукобили. Де Форест је са жаљењем приметио да је у овим условима једина успешна „бежична“ комуникација обављена визуелним семафорским „виг-ваг“ заставицама. (Међународне трке јахти из 1903. осведочиле су понављање искуства из 1901. године — Маркони је радио за Асошиејтед прес, де Форест за Удружење издавача штампе, а Међународна бежична компанија (наследник Америчког бежичног телефона и телеграфа из 1901. године) која је била без асоцијације управљала је моћним предајником који је првенствено кориштен да пригуши друга два.)

Триода

Главни чланак: Триода

Триода је електронска цев с три електроде. Триода осим цилиндричне аноде, катоде (жарна нити), има још и мрежицу. Мрежица је спирално савијена молибденска жица, смештена између аноде и катоде од којих је добро изолована. Њен је задатак да регулише пролаз електрона. Све три електроде налазе се у стакленом балону с разређеним ваздухом (вакуум). Ако је мрежица негативна, онда ће електрони који излазе из катоде бити одбијени и падати назад на катоду, па неће ни један електрон доспети на аноду, а ни на мрежицу. Смањи ли се негативан електрични набој на мрежици, проћи ће по неки бржи електрон кроз мрежицу и проузроковати слабу анодну струју.

Ако је у споју триоде мрежица позитивна према катоди, она ће убрзати пролаз електрона и анодна електрична струја ће се појачати. Дакле, променом електричног напона мрежице помоћу батерије може се регулисати, односно појачавати анодна струја. Код триоде постоје три струјна кола:

• коло жарења с батеријом за жарење,
• анодно коло с анодном батеријом,
• коло мрежице с батеријом која даје електрични напон на мрежици.

Ако се нанесе на апсцису електрични напон на мрежици, а на ординату јачина анодне струје, добија се крива зависности анодне струје од електричног напона на мрежици, која се зове карактеристика цеви.

Појачање триоде заснива се на чињеници да доведени напон на мрежици знатно јаче утиче на јачину анодне струје него напон доведен на аноду. Ако се претпостави да се на мрежицу цеви доводи синусоидални напон, да би се видело како се тада мења јачина анодне струје, може се користити карактеристика цеви. Напон мрежице, који се мења по синусној кривој, наноси се на ординату. Свакој величини напона мрежице одговара одређена величина анодне струје. Величина анодне струје добија се тако да што се повуку нормални правци од одговарајућих тачака на кривој напона мрежице до карактеристике цеви, а од ових пресецишта водоравни правци паралелни са апсцисом. Крива анодне струје, формирана између добијених праваца, такође је синусоида, али знатно већа. Одатле се може закључити да и мале промене напона на мрежици проузрокују знатне промене анодне струје. Због тога својства триода и остале електронске цеви с више мрежица служе за појачање високофреквентних и нискофреквентних струја, односно њихових осцилација.

Патенти

Патенти у ТИФФ формату

• У.С. Патент 748.597 "Wирелесс Сигналинг Девице" (дирецтионал антенна), филед Децембер 1902, иссуед Јануарy 1904;
• У.С. Патент 824.637 "Осциллатион Респонсиве Девице" (вацуум тубе детецтор диоде), филед Јануарy 1906, иссуед Јуне 1906;
• У.С. Патент 827.523 "Wирелесс Телеграпх Сyстем" (сепарате трансмиттинг анд рецеивинг антеннас), филед Децембер 1905, иссуед Јулy 1906;
• У.С. Патент 827.524 "Wирелесс Телеграпх Сyстем," филед Јануарy 1906 иссуед Јулy 1906;
• У.С. Патент 836.070 "Осциллатион Респонсиве Девице" (вацуум тубе детецтор – но грид), филед Маy 1906, иссуед Новембер 1906;
• У.С. Патент 841.386 "Wирелесс Телеграпхy" (тунабле вацуум тубе детецтор – но грид), филед Аугуст 1906, иссуед Јануарy 1907;
• У.С. Патент 841.387 "Девице фор Амплифyинг Феебле Елецтрицал Цуррентс" (...), филед Аугуст 1906, иссуед Јануарy 1907;
• У.С. Патент 876.165 "Wирелесс Телеграпх Трансмиттинг Сyстем" (антенна цоуплер), филед Маy 1904, иссуед Јануарy 1908;
• У.С. Патент 879.532 "Спаце Телеграпхy" (инцреасед сенситивитy детецтор – цлеарлy схоwс грид), филед Јануарy 1907, иссуед Фебруарy 18, 1908;
• У.С. Патент 926.933 "Wирелесс Телеграпхy";
• У.С. Патент 926.934 "Wирелесс Телеграпх Тунинг Девице";
• У.С. Патент 926.935 "Wирелесс Телеграпх Трансмиттер," филед Фебруарy 1906, иссуед Јулy 1909;
• У.С. Патент 926.936 "Спаце Телеграпхy";
• У.С. Патент 926.937 "Спаце Телепхонy";
• У.С. Патент 979.275 "Осциллатион Респонсиве Девице" (параллел платес ин Бунсен фламе) филед Фебруарy 1905, иссуед Децембер 1910;
• У.С. Патент 1.025.908 "Трансмиссион оф Мусиц бy Елецтромагнетиц Wавес";
• У.С. Патент 1.101.533 "Wирелесс Телеграпхy" (дирецтионал антенна/дирецтион финдер), филед Јуне 1906, иссуед Јуне 1914;
• У.С. Патент 1.214.283 "Wирелесс Телеграпхy."

Литература

• Тхе Цонтинуоус Wаве: Тецхнологy анд Америцан Радио, 1900–1932 бy Хугх Г. Ј. Аиткен, 1985.
• "'Магнифицент Фаилуре'" бy Самуел Лубелл, Сатурдаy Евенинг Пост, тхрее партс: Јануарy 17, 1942 (пагес 9–11,75–76, 78, 80), Јануарy 24, 1942 (пагес 20–21, 27–28, 38, анд 43), анд Јануарy 31, 1942 (пагес 27, 38, 40-42, 46, 48–49).
• "Де Форест анд тхе Триоде Детецтор" бy Роберт А. Цхипман, Сциентифиц Америцан, Марцх 1965, пагес 93–101.
• Сага оф тхе Вацуум Тубе бy Гералд Е. Ј. Тyне (Индианаполис, ИН: Хоwард W. Самс анд Цомпанy, 1977). Тyне wас а ресеарцх ассоциате wитх тхе Смитхсониан Институтион. Детаилс де Форест'с ацтивитиес фром тхе инвентион оф тхе Аудион то 1930.
• Емпире оф тхе Аир: Тхе Мен Wхо Маде Радио бy Кен Бурнс а ПБС Доцументарy Видео 1992. Фоцусес он тхрее оф тхе индивидуалс wхо маде сигнифицант цонтрибутионс то тхе еарлy радио индустрy ин тхе Унитед Статес: Де Форест, Давид Сарнофф анд Едwин Армстронг. ЛИНК Архивирано на сајту Wayback Machine (6. децембар 2018)
• "Лее де Форест анд тхе Инвентион оф Соунд Мовиес, 1918–1926" бy Мике Адамс, Тхе АWА Ревиеw (вол. 26, 2013).

Спољашње везе

• Lee de Forest, American Inventor (leedeforest.com)
• Ли де Форест на сајту IMDb (језик: енглески) 
• Lee de Forest biography (ethw.org)
• Lee de Forest biography at National Inventors Hall of Fame
• А Феw Моментс wитх Еддие Цантор (1923) (Де Форест Пхонофилм Соунд Мовие) на сајту YouTube
• "Who said Lee de Forest was the 'Father of Radio'?" by Stephen Greene, Mass Comm Review, February 1991.
• "Practical Pointers on the Audion" by A. B. Cole, Sales Manager – De Forest Radio Tel. & Tel. Co., QST, March 1916, pages 41–44. (wikisource.org)
• "A History of the Regeneration Circuit: From Invention to Patent Litigation" by Sungook Hong, Seoul National University (PDF)
• "De Forest Phonofilm Co. Inc. on White House grounds" (1924) (shorpy.com)