Fysiker Guglielmo Marconi og radiosystem

Kampen om radion

Den unge italienske fysikern Guglielmo Marconi fick äran och Nobelpriset för att ha uppfunnit den trådlösa telegrafen. I själva verket var uppfinningen kraftigt inspirerad av andras arbete och byggde på en viss Nikola Teslas patent.

Den unge italienske fysikern Guglielmo Marconi fick äran och Nobelpriset för att ha uppfunnit den trådlösa telegrafen. I själva verket var uppfinningen kraftigt inspirerad av andras arbete och byggde på en viss Nikola Teslas patent.

Scanpix/Science Photo Library

I mitten av 1800-talet tar det tid att kommunicera tvärs över Atlanten. Nyheter om revolutioner i Europa eller rapporter om antalet stupade i amerikanska inbördeskriget kan färdas ombord på fartyg i flera veckor. Om de på grund av stormar, skeppsbrott och pirater ens kommer fram.

Detta förändras radikalt år 1866 då en kabel läggs ut på havsbottnen mellan Storbritannien och USA.

”En dag kommer mänskligheten att kunna sända trådlösa meddelanden till världens mest av­lägsna trakter” Guglielmo Marconi

Nu kan man plötsligt telegrafera mellan kontinenterna. Men förbindelsen är fortfarande opålitlig; den 3 122 km långa kabeln går ständigt sönder och måste lagas. Fantaster, uppfinnare och telegraf­bolag drömmer därför om att kunna sända meddelanden genom luften, helt utan kablar och ledningar.

En av entusiasterna är serben Nikola Tesla. En annan är den unge, välbärgade italienaren Guglielmo Marconi.

Ett trådlöst ”s” flyger över Atlanten

Den 12 december 1901 klockan 12.30 blir drömmen verklighet. Ett svagt ljud når den 25-årige Marconis öron. ”Bip, bip, bip. Paus.” – morsesignalen för bokstaven ”s”.

I flera dagar har han väntat uppe på en blåsig kulle på Newfoundland i Kanada, medan hans medhjälpare på Cornwalls kust i Storbritannien – 3 500 km därifrån – har försökt få igenom en signal.

Marconi ger hörlurarna till sin assistent George Kemp, som också får höra de rytmiska ljuden. De båda männen ser på varandra och vet att de har skrivit historia.

”Nu kände jag mig för första gången helt säker på att mänskligheten en dag skulle kunna sända trådlösa meddelanden inte bara över Atlanten utan till världens mest avlägsna trakter”, skriver Marconi senare i
sina anteckningar.

Italienaren hyllas för sin banbrytande bedrift. Även om vissa skeptiker hävdar att han har lurats och ljugit om de tre ljudsignalerna, råder det inte längre något tvivel om att man kan sända ljud genom luften över mycket stora avstånd.

Vindue, hvor Marconi sendte sit første radiosignal

Marconi sände sin första radiosignal från ett fönster i föräldrahemmet.

© Scanpix/Science Photo Library

Den trådlösa telegrafen

Marconis radiosändare och -mottagare omvandlade elektriska signaler till radiovågor och tillbaka igen.

Den första radion var inte gjord för att återge musik och röster som dagens radioapparater. Marconis apparat var en trådlös telegraf som skulle sända morsesignaler med hjälp av radiovågor.

Till det behövde han en sändare som kunde generera elektromagnetiska radiovågor, en mottagare som kunde registrera dem, en antenn, en morseapparat och ett batteri.

Hjärtat i avsändaren var två kopparelektroder som satt ett par centimeter ifrån varandra, ett så kallat gnistgap. När en gnista hoppade mellan elektroderna orsakade det en radiovåg.

För att ta emot radiovågorna använde Marconi en detektor – en förbättrad version av den så kalla­de kohären som skapats av den brittiske forskaren Oliver Lodge.

En kohär är ett glasrör med två elektroder och metallspån inuti. När kohären inte påverkas av elektromagnetiska vågor ligger metallspånen huller om buller och är inte strömförande. Men när den nås av radiovågor dras spånen till varandra och häftar ihop.

Därmed minskas resistansen och en ström kan passera genom metallspånen och ut till ett par hörlurar där radiosignalen omvandlas till ljud.

Marconis kohär bestod av ett lufttomt rör med en invändig diameter på 2,5 mm. Elektroderna var av silver och mellan dem fanns metall­spånen. Det låter enkelt, men radiopionjären berättade senare att det tog honom nästan 1 000 arbets­timmar att få den att fungera.

Vid festmiddagen som hålls för den unge radiopionjären läser man upp ett brev med hjärtliga gratulationer.

Den som skrivit brevet är Nikola Tesla, en extremt begåvad och tämligen excentrisk vetenskapsman. Den 56-årige Tesla har redan fått patent på en mängd uppfinningar som varit avgörande för ­radiotelegrafens utveckling.

Han har sänt sin första radiosignal långt innan Marconi kom in i spelet och ett av de många projekt han ägnar sig åt just nu är att sända en radiosignal från Colorado i väster, tvärs över USA och över Atlanten till Paris – ett avstånd på 9 000 km.

”Det verkar som om Marconi kört om dig”, konstaterar en av Teslas medarbetare när de nås av nyheten om den transatlantiska sändningen. ”Marconi är en bra kille. Låt honom bara fortsätta. Han använder sig av
sjutton av mina patent”, svarar Tesla.

Tesla kan troligen inte föreställa sig att han varken kommer att få pengar ­eller äran för sina uppfinningar. Men där har han helt fel.

Marconi blir rik och berömd för att ha uppfunnit radion, och år 1909 tilldelas han till och med nobelpriset för sitt ”bidrag till utvecklingen av den trådlösa telegrafin”, trots att hans uppfinning till stor del bygger på Teslas idéer.

© Polfoto/Granger

1: Telegrafnyckel skickar signal

När knappen trycks ned skickas en elektrisk impuls iväg.

© Polfoto/Granger

2: Spole förstärker signalen

Impulsen når fram till spolen som förstärker den.

© Polfoto/Granger

3: Kondensator ackumulerar energi

Impulsens elektriska laddning samlas i en kondensator tills den blir så hög att den utlöses i gnistgapet.

© Polfoto/Granger

4: Gnistgap alstrar radiovåg

Den höga elektriska spänningen utlöser en gnista mellan de båda koppar­elektroderna, vilket skapar en elektromagnetisk radiovåg.

© Polfoto/Granger

5: Antenn sänder ut radiovåg

Via ledningar förs radiovågen som en pulserande ström ut i en antenn och sänds vidare ut i luften med ljusets hastighet.

© David Sparvell

6: Antenn och kondensator tar emot signalen

Radiovågen fångas upp av mottagarens antenn och förstärks av en kondensator.

© David Sparvell

7: Kohär omvandlar till ljud

Med hjälp av magnetiska metallspån i kohären omvandlas radiovågen till ström, som avkodas via ett par hörlurar.

Teori intresserar inte Marconi

Guglielmo Marconi växer upp i Bologna. Hans far är en rik italienare, Guiseppe Marconi, och hans mor är irländska.

Han är nyfiken och påhittig men tycker att skolan är tråkig och får dåliga betyg. Praktiska experiment i fysik är det enda som verkligen fångar hans intresse.

Hans mor Annie anlitar därför en privat fysiklärare åt honom och när Guglielmo inte blir antagen till universitetet ser hon till att han i stället får en lärlingsplats hos fysikprofessorn Augusto Righi.

Righi är specialist på elektromagnetism och ägnar sig mycket åt tysken Heinrich Hertz nya teorier om elektromagnetiska vågor. Den unge Marconi blir mycket intresserad.

Den teoretiska delen är han inte så förtjust i men han älskar att använda sig av sina nya kunskaper om radiovågor i praktiken. Han börjar experimentera på vinden i sina föräldrars villa.

Marconi kopierar Hertz experiment och får samtidigt inspiration från Nikola Tesla.

Från elektromagnetism till radiosignal

Upptäckten av elektromagnetism ledde inom 100 år till att radion och den trådlösa telegrafen såg dagens ljus.

1820

Den danske fysikern H.C. Ørsted (1777–1851) påvisar elektromagnetismen, sambandet mellan elektricitet och magnetfält.

© digitaltmuseum.se

1821

Britten Michael Faraday (1791–1867) alstrar ”elektromagnetisk rotation” och ström med hjälp av en magnet. Hans upptäckter blir avgörande för modern elektromagnetisk teknologi, till exempel radio och tv.

Michael Faraday
© Wellcome Images

1886

Tysken Heinrich Hertz (1857–94) påvisar elektromagnetiska vågor. Hans experiment visar att vågorna kan sprida sig genom luften från en sändare till en mot­tagare utan ledningar.

Heinrich Rudolf Hertz
© Robert Krewaldt

1893

Serben Nikola Tesla (1856–1945) föreläser om sina upptäckter och resultat i bl.a. Philadelphia och demonstrerar för åhörarna att det är möjligt att sända elektriska signaler via radiovågor.

Nikola Tesla
© Scanpix/Science Photo Library

1894

Tesla sänder en radiosignal från sitt laboratorium i New York till West Point vid Hudson­floden – en sträcka på cirka 80 km.

Nikola Tesla
© Wikimedia Commons

1894

Den brittiske fysikern Oliver Lodge (1851–1940) sänder en radiosignal över 32 km.

Oliver Lodge
© Wellcome Collection

1895

Guglielmo Marconi (1874–1937) sänder sin första radiosignal utomhus över cirka två kilometer.

© Library of Congress

1897

Marconi bildar bolaget Wireless Telegraph Signal Company i London.

Wireless Telegraph Signal Company
© Flickr

1900

Tesla får amerikanskt patent på ett ”system som kan överföra elektrisk energi” och ett annat patent på en ”elektrisk sändare”. Marconi unyttjar senare helt fräckt båda patenten i sin radio.

© Wikimedia Commons

1901

Marconi blir först med att sända en trådlös signal tvärs över Atlanten.

Marconi modtager radiosignal fra England
© Scanpix/Science Photo Library

1904

Av okänd anledning får Marconi sina patent på radioteknik godkända i USA. Samma patent hade avvisats året innan.

© Shutterstock

1906

Radiotelegrafin används till att sända det första radioprogrammet med tal och musik. Programmet sänds i Massachusetts i USA och hörs ända till Virginia.

© Wikimedia Commons

1925

Den danske ingenjören Peter Bang och hans vän Svend Olufsen börjar sälja radioapparater och konstruerar bl.a. den klassiska Beolit 39-radion.

Beolit-39-radio
© Wikimedia Commons

Under 1892 och 1893 håller Tesla en rad föredrag om hur elektromagnetiska vågor kan användas för kommunikation, och hans föreläsningar och teorier återges i ett antal vetenskapliga tidskrifter som den unge Guglielmo Marconi troligen läser.

På sommaren 1895 ber han sin bror Alfonso att bära en radiomottagare ett par kilometer bort från huset. Bröderna kommer överens om att Guglielmo ska sända en radiosignal.

Om Alfonso lyckas fånga upp signalen ska han avlossa ett skott med ett gevär. Guglielmo sänder signalen och kort därefter hör han skottet. Det fungerar!

Men Marconis bedrift är inte någon världssensation. Redan året innan har Tesla sänt en radiosignal 80 km uppför Hudsonfloden från New York till West Point.

Kunstige lyn i Nikola Teslas laboratorium

Tesla utförde mängder av experiment med ström och framkallade bl.a. konstgjorda blixtar i sitt laboratorium.

© Polfoto/Corbis

Familjen Marconi är emellertid överlyckliga över sonens bedrifter och försöker få italienska post- och telegrafväsendet intresserat av hans uppfinning.

När det inte lyckas reser mor och son till Storbritannien och möts där av ett helt annat intresse för Marconis apparat.

Tesla tvingas gräva diken

Guglielmo Marconi är född med silversked i munnen men den 18 år äldre Nikola Tesla får kämpa sig fram i tillvaron. Han är född i Österrike-Ungern som son till en serbisk präst.

När han har gått ett år på universitetet i Prag tar familjens pengar slut. Tesla tvingas lämna studierna och flyttar till Paris för att arbeta för Continental Edison Company, den europeiska avdelningen av uppfinnaren Thomas Edisons energibolag.

År 1884 emigrerar Tesla till USA och tar genast kontakt med Thomas Edison. Med sig har han en rekommendation från en av sina chefer i Paris, Charles Bachelor: ”Min käre Edison. Jag känner två stora män och du är en av dem. Den andre är denne unge man.”

Nu ligger vägen öppen för Tesla. Han arbetar nära Edison men efter dispyter kring lönen lämnar Tesla företaget i vrede och startar ett eget.

Han arbetar med en enorm energi och idéerna formligen sprutar ur honom.

Men han har inget sinne för pengar. Hans ekonomi är en katastrof och snart tvingas geniet gräva diken för en lön på två dollar om dagen. Som tur är får en rik sponsor upp ögonen för Tesla och hjälper honom så att han kan fortsätta med sina radioexperiment.

År 1898 demonstrerar han en fjärrstyrd båt för en häpen folkmassa i Madison Square Garden och han utvecklar bl.a. idéer om radiostyrda vapen som inte förverkligas förrän 50 år senare.

Marconi stjäl Teslas patent

Tack vare en rejäl förmögenhet och inflytelserika kontakter går det snabbt framåt för den unge Marconi i Storbritannien. År 1897 får han patent på sin radio trots att den är väldigt lik en apparat som Tesla beskrivit i en artikel redan 1893.

När Marconi några år senare försöker få patent på samma apparat även i USA får han avslag med hänvisning till Teslas patent. Marconi själv påstår att han inte alls känner till Teslas idéer.

”Marconi är en åsna!” Nikola Tesla

Sitt stora offentliga genombrott får Marconi år 1899 när man lyckas sända ett radiotelegram över Engelska kanalen. Den unge italienaren framhåller sig själv som en stor uppfinnare.

Han ser till att bli omtalad i pressen och när han sänder en signal över Atlanten år 1901 blir han verkligen känd.

Den ultimata triumfen kommer år 1904 då den amerikanska patentbyrån av någon outgrundlig anledning ändrar åsikt och erkänner Marconi som den trådlösa ­telegrafins uppfinnare.

Tesla får upprättelse efter sin död

Tesla blir allt mer underlig och kämpar förgäves för att få ett erkännande för sitt bidrag till radions födelse. Men han visar sällan sin frustration utåt.

Bara en enda gång ger han uttryck för sin ilska, när han säger: ”Herr Marconi är en åsna!”

Inte förrän år 1943 slår USA:s högsta domstol fast att Tesla var först med ­radion och att Marconi ljög när han hävdade att han inte kände till Teslas vetenskapliga artiklar.

Ingen av dem hann emellertid höra domen. Marconi dog av ett slaganfall år 1937, vid 63 års ålder; den seglivade Nikola Tesla blev 86.

Han dog ensam på ett hotellrum en januaridag 1943 – nio månader innan domstolen fastslog att det var han som uppfann radion.

I dag är det inte många som känner till domen, och därför står Guglielmo Marconi fortfarande som radions uppfinnare.