RADAR og Doppler RADAR: Oppfinnelse og historie

Ryan McGinnis / Getty Images

Sir Robert Alexander Watson-Watt opprettet det første radarsystemet i 1935, men flere andre oppfinnere har tatt hans originale konsept og har forklart og forbedret det gjennom årene. Spørsmålet om hvem som oppfant radaren er litt grumsete som et resultat. Mange menn har vært med på å utvikle radar slik vi kjenner den i dag.

Sir Robert Alexander Watson-Watt

Født i 1892 i Brechin, Angus, Skottland og utdannet ved St. Andrews University, Watson-Watt var en fysiker som jobbet ved det britiske meteorologiske kontoret. I 1917 designet han enheter som kunne lokalisere tordenvær. Watson-Watt skapte uttrykket 'ionosfære' i 1926. Han ble utnevnt til direktør for radioforskning ved British National Physical Laboratory i 1935, hvor han fullførte sin forskning for å utvikle et radarsystem som kunne lokalisere fly. Radar ble offisielt tildelt et britisk patent i april 1935.

Watson-Watts andre bidrag inkluderer en katodestråleretningssøker som brukes til å studere atmosfæriske fenomener, forskning på elektromagnetisk stråling og oppfinnelser brukt for flysikkerhet. Han døde i 1973.

Heinrich Hertz

I 1886, tysk fysiker Heinrich Hertz oppdaget at en elektrisk strøm i en ledende ledning utstråler elektromagnetiske bølger inn i det omkringliggende rommet når den svinger raskt frem og tilbake. I dag kaller vi en slik ledning en antenne. Hertz fortsatte med å oppdage disse svingningene i laboratoriet sitt ved å bruke en elektrisk gnist der strømmen svinger raskt. Disse radiobølgene ble først kjent som 'Hertzian-bølger. I dag måler vi frekvenser i Hertz (Hz) -- oscillasjoner per sekund -- og ved radiofrekvenser i megahertz (MHz).

Hertz var den første som eksperimentelt demonstrerte produksjonen og deteksjonen av Maxwells bølger, en oppdagelse som fører direkte til radio. Han døde i 1894.

James Clerk Maxwell

James Clark Maxwell var en skotsk fysiker mest kjent for å kombinere feltene elektrisitet og magnetisme for å lage teorien om elektromagnetisk felt. Født i 1831 i en velstående familie, tok den unge Maxwells studier ham til Edinburgh Academy hvor han publiserte sin første akademiske artikkel i Proceedings of the Royal Society of Edinburgh i en forbløffende alder av 14. Han gikk senere på University of Edinburgh og Universitetet i Cambridge.

Maxwell begynte sin karriere som professor ved å fylle ut den ledige lederen for naturfilosofi ved Aberdeen’s Marischal College i 1856. Så kombinerte Aberdeen sine to høyskoler til ett universitet i 1860, og ga plass til bare ett naturfilosofiprofessorat som gikk til David Thomson. Maxwell ble professor i fysikk og astronomi ved King's College i London, en utnevnelse som ville danne grunnlaget for noen av de mest innflytelsesrike teoriene i hans levetid.

Papiret hans om fysiske kraftlinjer tok to år å lage og ble til slutt publisert i flere deler. Avisen introduserte hans sentrale teori om elektromagnetisme - at elektromagnetiske bølger beveger seg med lysets hastighet og at lys eksisterer i samme medium som elektriske og magnetiske fenomener. Maxwells 1873-publikasjon av A Treatise on Electricity and Magnetism ga den fulleste forklaringen av hans fire delvis forskjellige ligninger som ville fortsette å bli en stor innflytelse på Albert Einsteins relativitetsteori. Einstein oppsummerte den monumentale prestasjonen til Maxwells livsverk med disse ordene: Denne endringen i virkelighetsoppfatningen er den mest dyptgripende og mest fruktbare som fysikken har opplevd siden Newtons tid.

Ansett som et av de største vitenskapelige sinnene verden noen gang har kjent, strekker Maxwells bidrag seg utover området for elektromagnetisk teori til å inkludere en anerkjent studie av dynamikken til Saturns ringer, den noe tilfeldige - selv om den fortsatt er viktig - fangst av den første fargen fotografi , og hans kinetiske teori om gasser som førte til en lov knyttet til fordelingen av molekylære hastigheter. Han døde 5. november 1879, 48 år gammel av kreft i magen.

Christian Andreas Doppler

Doppler-radaren har fått navnet sitt fra Christian Andreas Doppler, en østerriksk fysiker. Doppler beskrev først hvordan den observerte frekvensen til lys- og lydbølger ble påvirket av den relative bevegelsen til kilden og detektoren i 1842. Dette fenomenet ble kjent som Doppler effekten , oftest demonstrert av endringen i lydbølgen til et passerende tog. Togets fløyte blir høyere når det nærmer seg og lavere når det beveger seg unna.

Doppler bestemte at antallet lydbølger som når øret i løpet av en gitt tidsperiode, kalt frekvensen, bestemmer tonen eller tonehøyden som høres. Tonen forblir den samme så lenge du ikke beveger deg. Når toget beveger seg nærmere, øker antallet lydbølger som når øret ditt i løpet av en gitt tid, og tonehøyden øker derfor. Det motsatte skjer når toget beveger seg bort fra deg.

Dr Robert Rines

Robert Rines er oppfinneren av høydefinisjonsradaren og sonogrammet. En patentadvokat, Rines grunnla Franklin Pierce Law Center og viet mye tid til å jage Loch Ness-monsteret, et oppdrag han er mest kjent for. Han var en stor tilhenger av oppfinnere og en forsvarer av oppfinnernes rettigheter. Rines døde i 2009.

Luis Walter Alvarez

Luis Alvarez oppfant en radioavstands- og retningsindikator, et landingssystem for fly og et radarsystem for å lokalisere fly. Han var også med på å oppfinne hydrogen boblekammer som brukes til å oppdage subatomære partikler. Han utviklet mikrobølgefyret, de lineære radarantennene og bakkekontrollerte radarlandingstilnærminger for fly. En amerikansk fysiker, Alvarez vant 1968 Nobelprisen i fysikk for studiene sine. Hans mange oppfinnelser demonstrerer geniale anvendelser av fysikk til andre vitenskapelige områder. Han døde i 1988.

John Logie Baird

John Logie Baird Baird patenterte forskjellige oppfinnelser relatert til radar og fiberoptikk, men han huskes best som oppfinneren av mekanisk fjernsyn - en av de tidligste versjonene av fjernsyn. Sammen med amerikanske Clarence W. Hansell patenterte Baird ideen om å bruke arrays av gjennomsiktige stenger for å overføre bilder til TV og faksimiler på 1920-tallet. Hans 30-linjers bilder var de første demonstrasjonene av TV med reflektert lys i stedet for bakgrunnsbelyste silhuetter.

TV-pioneren skapte de første TV-bildene av objekter i bevegelse i 1924, det første TV-sendte menneskelige ansiktet i 1925, og det første bevegelige objektbildet i 1926. Hans transatlantiske overføring fra 1928 av bildet av et menneskeansikt var en milepæl i kringkastingen. Farge-tv , stereoskopisk fjernsyn og fjernsyn med infrarødt lys ble alle demonstrert av Baird før 1930.

Da han lykkes med å drive lobbyvirksomhet for sendetid med British Broadcasting Company, begynte BBC å kringkaste TV på Baird 30-linjers systemet i 1929. Det første britiske TV-skuespillet, 'The Man with the Flower in his Mouth, ble overført i juli 1930. BBC tok i bruk TV-tjenester ved å bruke den elektroniske TV-teknologien til Marconi-EMI – verdens første vanlige høyoppløselige tjeneste med 405 linjer per bilde – i 1936. Denne teknologien vant til slutt over Bairds system.

Baird døde i 1946 i Bexhill-on-Sea, Sussex, England.