Fysiker Guglielmo Marconi og radiosystem

Kampen om radioen

Den unge italienske fysiker Guglielmo Marconi løb med æren og Nobelprisen for at have opfundet den trådløse telegraf. Men i virkeligheden var opfindelsen kraftigt inspireret af andres arbejde og byggede på en vis Nikola Teslas patenter.

Den unge italienske fysiker Guglielmo Marconi løb med æren og Nobelprisen for at have opfundet den trådløse telegraf. Men i virkeligheden var opfindelsen kraftigt inspireret af andres arbejde og byggede på en vis Nikola Teslas patenter.

Scanpix/Science Photo Library

Midt i 1800-tallet er det en langsommelig affære at kommunikere tværs over Atlanten.

Nyheder om revolutioner i Europa eller tabstal fra den amerikanske borgerkrig er flere uger undervejs om bord på bådene, og storme, skibsforlis og pirater forhindrer dem til tider helt i at nå frem.

Det ændrer sig radikalt i 1866, da et kabel bliver lagt på havbunden fra Storbritannien til USA.

“En dag vil menneskeheden blive i stand til at sende trådløse beskeder til verdens allerfjerneste egne.” Guglielmo Marconi

Nu er det pludselig muligt at telegrafere mellem kontinenterne. Men forbindelsen er stadig ustabil, da det 3.122 km lange kabel jævnligt bliver revet over og må repareres.

Fantaster, opfindere og telegrafselskaber drømmer derfor om at sende meddelelser gennem luften helt uden kabler og ledninger.

En af dem er serberen Nikola Tesla. En anden er den unge italienske rigmandssøn Guglielmo Marconi.

Et trådløst “s” flyver over Atlanten

Den 12. december 1901 klokken 12.30 går drømmen i opfyldelse.

En svag lyd når omsider den 25-årige Marconis ører. “Bip, bip, bip. Pause” – morsesignalet for “s”.

Han har i dagevis ventet spændt på toppen af et forblæst bakkedrag på Newfoundland, Canada, mens hans hjælpere 3.500 km væk på Cornwalls kyst i England har forsøgt at få et signal igennem.

Marconi rækker hovedtelefonerne til sin assistent George Kemp, som også hører de rytmiske lyde. De to mænd ser på hinanden og ved, at de har skrevet historie.

“Nu følte jeg mig for første gang helt sikker på, at menneskeheden en dag vil blive i stand til at sende trådløse beskeder ikke kun over Atlanterhavet, men til verdens allerfjerneste egne,” skriver Marconi bagefter i sine optegnelser.

Italieneren bliver hyldet for sin banebrydende bedrift.

Selv om nogle skeptikere mener, han har snydt og løjet om de tre bip, er der ikke længere tvivl om, at man kan sende lyd gennem luften over meget store afstande.

Vindue, hvor Marconi sendte sit første radiosignal

Marconi sendte sit første radiosignal i et vindue i sine forældres hus.

© Scanpix/Science Photo Library

Den trådløse telegraf

Marconis radiosender og -modtager omsatte elektriske morsesignaler til radiobølger og tilbage igen.

Den første radio var ikke beregnet til at gengive lyden af musik og stemmer som nutidens radioer. Marconis apparat var i stedet en trådløs telegraf, som skulle sende morsesignaler ved hjælp af radiobølger.

Til det formål havde han brug for en sender, som kunne generere elektromagnetiske radiobølger, en modtager, som kunne registrere dem, en antenne, et morseapparat og et batteri.

Hjertet i afsenderen var to kobberelektroder adskilt af et par cm, kaldet et gnistgab. Når en gnist sprang mellem elektroderne, skabte det en radiobølge.

Til at modtage radiobølgerne brugte Marconi en detektor – en forbedret udgave af den såkaldte kohære, udviklet af den britiske videnskabsmand Oliver Lodge.

En kohære er et glasrør med to elektroder og metalspåner indeni.

Når kohæren ikke påvirkes af elektromagnetiske bølger, ligger metalspånerne hulter til bulter og er ikke strømførende.

Hvis den derimod rammes af radiobølger, tiltrækker spånerne hinanden og hæfter sammen.

Derved formindskes modstanden, og en strøm kan gå igennem metalspånerne og nå ud til et sæt høretelefoner, hvor radiosignalet omdannes til lyd.

Marconis kohære bestod af et lufttomt rør med en indvendig diameter på 2,5 mm. Elektroderne var af sølv, og mellem dem lå metalspånerne.

Det lyder enkelt, men radiopioneren har fortalt, at det tog ham op mod 1.000 arbejdstimer at få den til at virke.

Ved festmiddagen for den unge radiopioner bliver et rosende lykønskningsbrev læst op.

Afsenderen er Nikola Tesla, en ekstremt begavet, men også temmelig excentrisk videnskabsmand. 56-årige Tesla har allerede patent på en hel stribe opfindelser, som bliver afgørende for udviklingen af radiotelegrafen.

Han har sendt sit første radiosignal, længe før den unge Marconi kom på banen, og et af de mange projekter, han nu har i støbeskeen, er at sende et radiosignal fra Colorado i vest, tværs over USA og Atlanterhavet til Paris, 9.000 km væk.

“Det ser ud, som om Marconi har overhalet dig”, konstaterer en af Teslas medarbejdere, da nyheden om den transatlantiske radiosending når ud.

“Marconi er en fin fyr. Lad ham bare fortsætte. Han bruger sytten af mine patenter”, svarer Tesla.

Tesla har formentlig ikke fantasi til at forestille sig, at han ikke vil få hverken penge eller anerkendelse for sine opfindelser.

Men virkeligheden overgår fantasien. Marconi bliver rig og berømt for at have opfundet radioen, og i 1909 bliver han endda hædret med Nobel-prisen for sit “bidrag til udviklingen af den trådløse telegrafi”, selv om hans opfindelse bygger på Teslas ideer.

© Polfoto/Granger

1: Telegrafnøgle afsender signal

Ved tryk på knappen sendes en elektrisk impuls af sted.

© Polfoto/Granger

2: Spole forstærker signalet

Impulsen når frem til spolen, som forstærker den.

© Polfoto/Granger

3: Kapacitor ophober energi

Impulsens elektriske spænding opsamles i en kapacitor, indtil den bliver så høj, at den udløses i gnistgabet.

© Polfoto/Granger

4: Gnistgab skaber radiobølge

Den høje elektriske spænding får en gnist til at springe mellem to kobberelektroder, hvilket danner en elektromagnetisk radiobølge.

© Polfoto/Granger

5: Antenneplade afsender radiobølge

Via ledninger bevæger radiobølgen sig som en pulserende strøm ud i en antenne og sendes videre ud i luften med lysets hastighed.

© David Sparvell

6: Tunerkapacitor modtager signalet

Radiobølgen opfanges af modtagerens antenne, hvorefter den bliver forstærket af en tuner.

© David Sparvell

7: Kohære omdanner til lyd

Vha. magnetiske metalspåner i kohæren omdannes radiobølgen til strøm, der afkodes via et par høretelefoner.

Teori interesserer ikke Marconi

Guglielmo Marconi vokser op i Bologna som søn af en italiensk far, rigmanden Giuseppe Marconi, og en irsk mor.

Han er nysgerrig og iderig, men keder sig i skolen og får dårlige karakterer. Praktiske eksperimenter i fysik er det eneste, der virkelig fanger hans interesse.

Hans mor, Annie, ansætter derfor en privat fysiklærer til ham, og da Guglielmo ikke kan blive optaget på universitetet, sørger hun for, at han i stedet kommer i en slags mesterlære hos fysikprofessoren Augusto Righi.

Righi er specialist i elektromagnetisme og meget optaget af tyskeren Heinrich Hertz' nye teorier om elektromagnetiske bølger. Det er lige noget for den unge Marconi.

Teorien interesserer ham ikke ret meget, men han er vildt optaget af at bruge den nye viden om radiobølger i praksis.

Hans eksperimenter begynder på loftet i forældrenes villa. Marconi kopierer Hertz' forsøg og er samtidig inspireret af Nikola Tesla.

Fra elektromagnetisme til radiosignal

Opdagelsen af elektromagnetisme førte på 100 år til udviklingen af den trådløse telegraf og radioen.

1820

Den danske fysiker H.C. Ørsted (1777-1851) påviser elektromagnetismen, sammenhængen mellem elektricitet og magnetfelter.

© digitaltmuseum.se

1821

Englænderen Michael Faraday (1791-1867) frembringer “elektromagnetisk rotation” og strøm ved hjælp af en magnet. Hans opdagelser bliver afgørende for moderne elektromagnetisk teknologi, som fx radio og tv.

Michael Faraday
© Wellcome Images

1886

Tyske Heinrich Hertz (1857-1894) påviser elektromagnetiske bølger. Hans eksperimenter viser, at bølgerne kan udbrede sig gennem luften fra en sender til en modtager uden ledninger.

Heinrich Rudolf Hertz
© Robert Krewaldt

1893

Serbiske Nikola Tesla (1856-1945) forelæser om sine opdagelser og resultater i bl.a. Philadelphia og demonstrerer for tilhørerne, at det er muligt at sende elektriske signaler via radiobølger.

Nikola Tesla
© Scanpix/Science Photo Library

1894

Tesla sender et radiosignal fra sit laboratorium i New York til West Point ved Hudsonfloden – en afstand på ca. 80 km.

Nikola Tesla
© Wikimedia Commons

1894

Den britiske fysiker Oliver Lodge (1851-1940) sender et radiosignal over 32 km.

Oliver Lodge
© Wellcome Collection

1895

Guglielmo Marconi (1874-1937) sender sit første udendørs radiosignal over ca. to km.

© Library of Congress

1897

Marconi stifter selskabet Wireless Telegraph Signal Company i London.

Wireless Telegraph Signal Company
© Flickr

1900

Tesla får amerikansk patent på et “system, der kan transmittere elektrisk energi”, og et andet patent på en ”elektrisk sender”. Marconi misbruger siden begge patenter i sin radio.

© Wikimedia Commons

1901

Marconi sender som den første et trådløst signal tværs over Atlanten.

Marconi modtager radiosignal fra England
© Scanpix/Science Photo Library

1904

Af uvisse årsager får Marconi anerkendt sine patenter på radioteknologi i USA. De var ellers blevet afvist året før.

© Shutterstock

1906

Radiotelegrafien bliver brugt til at transmittere det første radioprogram med tale og musik. Programmet bliver sendt i Massachusetts i USA og kan høres helt til Virginia.

© Wikimedia Commons

1925

Den danske ingeniør Peter Bang og hans ven Svend Olufsen begynder at sælge radioapparater og skaber i årene efter bl.a. den klassiske Beolit 39-radio.

Beolit-39-radio
© Wikimedia Commons

I 1892 og 1893 holder Tesla en række foredrag om, hvordan elektromagnetiske bølger kan bruges til kommunikation, og hans taler og teorier gengives i en række videnskabelige tidsskrifter, som den unge Guglielmo Marconi formentlig læser.

I sommeren 1895 får han sin bror Alfonso til at bære en radiomodtager et par km væk fra huset.

De to brødre aftaler, at Guglielmo skal sende et radiosignal. Hvis Alfonso opfanger det, skal han affyre et skud med en riffel. Guglielmo sender signalet, og kort efter hører han skuddet. Det virker!

Marconis bedrift er dog ikke en verdenssensation. Allerede året før har Tesla sendt et radiosignal 80 km op ad Hudsonfloden fra New York til West Point.

Kunstige lyn i Nikola Teslas laboratorium

Tesla utførte en rekke eksperimenter med strøm og frembrakte blant annet kunstig lyn i laboratoriet.

© Polfoto/Corbis

Men Marconi-familien er begejstret over sønnens bedrifter og forsøger først at gøre det italienske post og telegrafvæsen interesseret i opfindelsen.

Da det ikke lykkes, tager mor og søn resolut til England, hvor de møder en anderledes interesse for Marconis apparat.

Tesla må grave grøfter

Mens Guglielmo Marconi er født med en guldske i munden, må den 18 år ældre Nikola Tesla kæmpe sig frem i tilværelsen.

Han er født i Østrig-Ungarn som søn af en serbisk præst, og efter et år på universitetet i Prag slipper familiens penge op.

Tesla må droppe studierne og flytte til Paris for at arbejde i Continental Edison Company, den europæiske afdeling af opfinderen Thomas Edisons energiselskab.

I 1884 emigrerer Tesla til USA, hvor han straks opsøger Thomas Edison og viser ham en anbefaling fra en af sine overordnede i Paris, Charles Bachelor, som lyder: “Kære Edison. Jeg kender to store mænd, og du er den ene. Den anden er denne unge mand”.

Vejen er banet for Tesla. Han arbejder tæt sammen med Edison, men efter lønstridigheder går Tesla i vrede og stifter sit eget energiselskab.

Hans arbejdsiver er enorm, og ideerne sprøjter ud af ham. Til gengæld har han ikke sans for penge.

Hans økonomi løber af sporet, og snart må geniet grave grøfter til en løn på to dollars om dagen.

Heldigvis får en rig sponsor øjnene op for Tesla og hjælper ham, så han kan komme videre med sine radioeksperimenter.

I 1898 demonstrerer han en fjernstyret båd for en undrende menneskemængde i Madison Square Garden, og han udvikler bl.a. ideer til radiostyrede våben, som først bliver til virkelighed 50 år senere.

Marconi snupper Teslas patenter

Takket være en solid formue og indflydelsesrige forbindelser går det hurtigt fremad for den unge Marconi i England.

I 1897 får han patent på sin radio i Storbritannien, selv om den svarer nøje til et apparat, Tesla har beskrevet i en artikel fra 1893.

Da Marconi nogle år senere forsøger at få det samme udstyr patenteret i USA, bliver han afvist med henvisning til Teslas patenter, selv om Marconis hævder, at han ikke kender noget til Teslas ideer.

“Marconi er et æsel!” Nikola Tesla

Det store offentlige gennembrud kommer i 1899, da det lykkes at sende et radiotelegram over Den Engelske Kanal.

Den unge italiener forstår at iscenesætte sig selv som en stor opfinder. Han er eminent til at skaffe sig presseomtale, og da han i 1901 sender sit transatlantiske signal, er berømmelsen sikret.

Den ultimative sejr kommer i 1904, hvor det amerikanske patentkontor af uransagelige årsager skifter mening og alligevel anerkender Marconi som opfinderen af den trådløse radiotelegrafi.

Tesla får anerkendelse efter sin død

Tesla bliver mere og mere sær og kæmper forgæves for at få anerkendelse for sit bidrag til opfindelsen af radioen. Han holder dog lav profil med sin frustration, ud over en enkelt gang, hvor han giver den luft med ordene:

“Hr. Marconi er et æsel!”

Først i 1943 fastslår USA's højesteret, at Tesla kom først med radioen, og at Marconi løj, da han hævdede, han ikke kendte Teslas videnskabelige artikler.

Ingen af de to når dog at høre dommen. Marconi dør af et slagtilfælde i 1937, 63 år gammel, mens den sejlivede gamle Nikola Tesla bliver 86.

Han dør alene på et hotelværelse en januardag i 1943 – ni måneder før retten giver ham æren for opfindelsen af radioen.

De færreste kender dog til dommen i dag, og derfor står Guglielmo Marconi stadig som radioens opfinder.