Charles Wheatstone

Charles Wheatstone
Charles Wheatstone

Sir Charles Wheatstone [ˈwiːtstən] (* 6. Februar 1802 in Gloucester; † 19. Oktober 1875 in Paris) war ein britischer Physiker.

Inhaltsverzeichnis

Leben und Wirken

Nach dem Besuch mehrerer Schulen arbeitete sich Wheatstone in das Handwerk seines Onkels, den Instrumentenbau, ein und übernahm dessen Geschäft in London nach seinem Ableben im Jahr 1823 zusammen mit seinem Bruder William. Charles hatte kein großes Interesse an kommerziellen und handwerklichen Tätigkeiten und so konzentrierte er sich mehr auf die Verbesserung von Instrumenten und die Entwicklung technischer Hilfsmittel. 1829 zog er sich gänzlich aus dem Geschäft zurück. 1834 wurde er Professor für Experimentalphysik am King’s College in London.

Wheatstone begann früh mit physikalisch-akustischen Experimenten, in denen er die Schallübertragung, stehende Wellen und Musikinstrumente untersuchte. 1828 erfand er das Symphonium, ein Vorläuferinstrument der akkordeonähnlichen Konzertina[1][2]. Er entwarf 1833 in einer der Royal Society vorgelegten Abhandlung das Prinzip der Überlagerung kleiner Bewegungen für die Chladnischen Klangfiguren. Dann wandte er sich der Optik und Elektrotechnik zu und erkannte 1833 die Bedeutung der von Samuel Hunter Christie erfundenen Brückenschaltung für die exakte Messung elektrischer Widerstände, die später als Wheatstone-Brücke[3] bekannt wurde.

1840 erfand er einen stufenlos regelbaren Widerstand (Rheostat) und 1833 das Spiegelstereoskop, mit dem er die Spektrallinien von Funkenentladungen bestimmte [4][5][6][7]. 1834 ermittelte Wheatstone erstmals die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des elektrischen Stroms in metallischen Leitern. Im folgenden entwickelte er zusammen mit dem Elektrotechniker William Fothergill Cooke zwei Telegrafiegeräte – den Nadeltelegrafen,[8] und den Zeigertelegrafen. Letzterer fand verbreitete Anwendung und wurde später von der Morsetelegrafie verdrängt. Die Sende- und Empfangsvorrichtung des Zeigertelegrafen bestand aus der Bewegung eines Zeigers zu einzelnen Buchstaben und Ziffern, die eine jeweils unterschiedliche Anzahl von Stromstößen hervorrief. 1854 erfand Wheatstone das Playfair-Verfahren zur manuellen Verschlüsselung von Nachrichten.

Fast zeitgleich mit Werner von Siemens entdeckte und publizierte Wheatstone auch das dynamoelektrische Prinzip. So war Wheatstones Vortrag zu diesem Thema vor der Royal Society of London zwar zwei Wochen später angemeldet als der von Werner v. Siemens Bruder William Siemens am 14. Februar 1867 am gleichen Ort, jedoch befasste sich Wheatstone dabei mit der Parallelschaltung von Anker- und Feldwicklung im Gegensatz zur Siemensschen Variante mit einer Reihenschaltung. Die Version von Wheatstone erwies sich später vor allem für die Kraftwerkstechnik als bedeutender.[9]

Wheatstone und sein Freund Baron Lyon Playfair von St. Andrews betrieben die Kryptografie [10] als Hobby. Damals erschienen in der Londoner Times oft Privatanzeigen in verschlüsselter Form. Die beiden machten sich einen Spaß daraus, diese Geheimbotschaften zu entschlüsseln. Besonders die Anzeigen von Liebespaaren hatten es ihnen angetan[11]. Wheatstone entwickelte ein manuelles Verschlüsselungsverfahren, das auf Buchstabenpaaren basierte. Playfair veröffentlichte es später und so erhielt dieses Verfahren seinen Namen.[12]

Ehrungen

Charles Wheatstone (Mitte)

1836 wurde er zum Mitglied („Fellow“) der Royal Society gewählt, die ihn zweimal (1840 und 1843) mit der Royal Medal und 1868 mit der Copley Medal auszeichnete. Außerdem war er seit 1868 Träger des Ordens Pour le mérite für Wissenschaft und Künste. Nach Auszeichnungen in verschiedenen Ländern folgte 1868 seine Erhebung in den Adelsstand.

Quellenangabe

  1. Concertina Patent
  2. wheatstone-patent-1829
  3. "The Genesis of the Wheatstone Bridge" by Stig Ekelof discusses Christie's and Wheatstone's contributions, and why the bridge carries Wheatstone's name. Published in "Engineering Science and Education Journal", volume 10, no 1, February 2001, pages 37 - 40.
  4. Beachte das Schreiben von Wheatstone's 1838 "Contributions to the Physiology of Vision.—Part the First. On some remarkable, and hitherto unobserved, Phenomena of Binocular Vision" auf dieser Webseite.
  5. Brian Bowers: Sir Charles Wheatstone FRS: 1802-1875, 2nd, S. 207–208, IET 2001, ISBN 9780852961032
  6. George Gore: The Art of Scientific Discovery: Or, The General Conditions and Methods of Research in Physics and Chemistry. Longmans, Green, and Co 1878
  7. Betrachte Wheatstone's 1852 Bakerian Lecture "Contributions to the Physiology of Vision. – Part the Second. On some remarkable, and hitherto unobserved, Phenomena of Binocular Vision (continued)" bei auf dieser Webseite.
  8. Beauchamp, Ken: History of Telegraphy, S. 34 – 40, Institution of Electrical Engineers 2001
  9. Deutsches Museum: Die Dynamomaschine von Werner Siemens, Entdeckungsgeschichte
  10. Marks, Leo: Between Silk and Cyanide. New York: The Free Press 1998, ISBN 0684864223
  11. Simon Singh: Codes - Die Kunst der Verschlüsselung Deutscher Taschenbuch Verlag, München - 4. Auflage März 2009, Seite 91 - ISBN 978-3-423-62167-0
  12. Martin Gardner: Codes, ciphers, and secret writing. Courier Dover Publications, 1972 (Abschnitt: [2] The Playfair Cipher Online).

Literatur

Weblinks


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