Francis Ronalds - Francis Ronalds
Sir Francis Ronalds FRS | |
|---|---|
 Porträtt av Sir Francis Ronalds målat 1867
| |
| Född |
21 februari 1788
City of London , England
|
| Död | 8 augusti 1873 (85 år)
Battle, East Sussex , England
|
| Känd för |
Elektrisk telegraf Kontinuerlig inspelningskamera Perspektiva ritinstrument |
| Vetenskaplig karriär | |
| Fält | Fysik , elektroteknik , Tillämpad mekanik , Meteorologi , Fotografi, Arkeologi |
Sir Francis Ronalds FRS (21 februari 1788 - 8 augusti 1873) var en engelsk forskare och uppfinnare och utan tvekan den första elingenjören . Han riddades för att ha skapat den första fungerande elektriska telegrafen över ett betydande avstånd. År 1816 lade han en järntråd på åtta mil mellan träramar i sin mammas trädgård och skickade pulser med hjälp av elektrostatiska generatorer .
Uppfostran och familjen
Född av Francis Ronalds och Jane (född Field), grosshandlare, i deras affärslokaler i Upper Thames Street , London, gick han på Unitarian minister Eliezer Cogans skola innan han lärde sig sin far vid 14 års ålder genom Drapers 'Company . Han drev det stora företaget i några år. Familjen bodde senare på Canonbury Place och Highbury Terrace, båda i Islington , vid Kelmscott House i Hammersmith, Queen Square i Bloomsbury, på Croydon och på Chiswick Lane.
Flera av Ronalds elva bröder och systrar levde också anmärkningsvärda liv. Hans yngsta bror Alfred författade den klassiska boken The Fly-fisher's Entomology (1836) innan han migrerade till Australien och deras bror Hugh var en av grundarna av staden Albion i den amerikanska Mellanvästern. Hans systrar gifte sig med Samuel Carter- järnvägsadvokat och MP-och sockerraffinatören Peter Martineau, son till Peter Finch Martineau . En annan syster Emily uttryckte familjens intresse för sociala reformer genom hennes samarbete med tidiga socialister Robert Owen och Fanny Wright .
Plantskötaren Hugh Ronalds var hans farbror, och hans brorson inkluderade kemiprofessorn Edmund Ronalds , konstnären Hugh Carter , advokaten John Corrie Carter och timmerhandlaren och välgöraren James Montgomrey . Thomas Field Gibson , en kunglig kommissionär för den stora utställningen 1851, var en av hans kusiner.
Tidig elvetenskap och teknik
Ronalds genomförde elektriska experiment 1810: de på atmosfärisk elektricitet beskrivs i George Singers text Elements of Electricity and Electro-Chemistry (1814). Han publicerade sina första artiklar i Philosophical Magazine 1814 om egenskaperna hos den torra högen , en form av batteri som hans mentor Jean-André Deluc hjälpte till att utveckla. Nästa år beskrev han den första elektriska klockan .
Andra uppfinningar under denna tidiga period inkluderade en elektrograf för att registrera variationer i atmosfärisk elektricitet under dagen; en påverkningsmaskin som genererade elektricitet med minimalt manuellt ingripande; och nya former av elektrisk isolering, varav en tillkännagavs av Singer. Han skapade också redan det som skulle bli det berömda Ronalds bibliotek med elektriska böcker och hanterade sin samling med kanske den första praktiska kortkatalogen .
Hans teoretiska bidrag inkluderade en tidig avgränsning av parametrarna som nu kallas elektromotorisk kraft och ström; en uppskattning av den mekanism genom vilken torra högar genererar elektricitet ; och den första beskrivningen av effekterna av induktion vid fördröjning av elektrisk signalöverföring i isolerade kablar.
Elektrisk telegraf
Ronalds mest ihågkomna arbete idag är den elektriska telegraf som han skapade vid 28 års ålder. Han konstaterade att elektriska signaler kunde överföras över stora avstånd med åtta mil järntråd som var spända på isolatorer på hans mammas gräsmatta i Hammersmith. Han fann att signalen reste omåttligt snabbt från ena änden till den andra (men trodde ändå att hastigheten var begränsad). Han förutskådade både en framtida elektrisk ålder och masskommunikation, skrev han:
elektricitet, kan faktiskt användas för ett mer praktiskt användbart ändamål än tillfredsställelsen av filosofens nyfikna forskning ... den kan tvingas resa ... många hundra mil under våra fötter ... och ... vara produktiv av ... mycket offentliga och privata fördelar ... varför ... lägga till frånvaroens plågor dessa dilaterande plågor, pennor, bläck, papper och inlägg? Låt oss ha elektriska konversationskontor , kommunicera med varandra över hela riket ... ge mig materiel nog, så kommer jag att elektrifiera världen.
Han kompletterade sin vision med ett fungerande telegrafsystem inbyggt i och under sin mammas trädgård på Hammersmith. Det avvisades ökänt den 5 augusti 1816 av Sir John Barrow , sekreterare vid amiralitetet , som ”helt onödigt”. Kommersialiseringen av telegrafen började bara två decennier senare i Storbritannien, ledd av William Fothergill Cooke och Charles Wheatstone , som båda hade kopplingar till Ronalds tidigare arbete.
Grand Tour
Perioden 1818–20 var Ronalds ” Grand Tour ” till Europa och Mellanöstern. När han började på sin resa ensam mötte han många människor på vägen, inklusive hans vän Sir Frederick Henniker , arkeologen Giovanni Battista Belzoni , konstnären Giovanni Battista Lusieri , köpmannen Walter Stevenson Davidson, Revd George Waddington , den italienska numismatisten Giulio Cordero di San Quintino och Spanska geologen Carlos de Gimbernat . Ronalds resedagbok och skisser har publicerats på webben. När han återvände publicerade han sina atmosfäriska elektricitetsobservationer gjorda i Palermo, Sicilien och nära Vesuvius utbrottskrater.
Mekanisk design och tillverkning
Ronalds fokuserade sedan på mekanisk och civil konstruktion och design. Två lantmäteriverktyg han konstruerade och använde för att underlätta framtagandet av mätplaner var ett modifierat lantmäterihjul som registrerade avstånd som reste i grafisk form och en dubbelreflekterande sektor för att rita vinkelseparationen av avlägsna föremål. Han uppfann också en föregångare till brandvarnaren som patenterades 1915 för att hitta platsen för en brand och olika tillbehör för svarven . Några av dessa enheter tillverkades för försäljning av verktygsmakaren Holtzapffel . Det finns några bevis som tyder på att han hjälpte Charles Holtzapffel i de tidiga stadierna med att förbereda familjen Holtzapffels berömda avhandling om svarvning.
Perspektivmaskiner och stativ
Den 23 mars 1825 patenterade han två ritinstrument för att ta fram perspektivskisser . Den första producerade en perspektivvy av ett objekt direkt från ritningar av planen och höjder. Den andra maskinen gjorde det möjligt att spåra en scen eller person från livet på papper med stor precision; han och Dr Alexander Blair använde den för att dokumentera de viktiga neolitiska monumenten i Carnac , Frankrike, med "nästan fotografisk noggrannhet". Han skapade också det allestädes närvarande bärbara stativstället med tre par gångjärnsben för att stödja hans ritbord i fältet. Han tillverkade dessa instrument själv och flera hundra av dem såldes. En av hans första kunder var gruvingenjör John Taylor .
År 1840 tillämpade han sin förståelse av perspektivet för att utveckla mer komplexa apparater för att underlätta en korrekt bild av cylindriska panoramor , som var en populär utställning vid den tiden.
Kew -observatoriet
Ronalds inrättade Kew -observatoriet för British Association for the Advancement of Science 1842 och han förblev hedersdirektör för anläggningen till slutet av 1853. Det var genom kvaliteten på hans prestationer där som Kew överlevde dess första år och det blev ett av de viktigaste meteorologiska och geomagnetiska observatorierna i världen. Detta trots pågående ansträngningar från George Airy , direktör för Greenwich Observatory , för att undergräva arbetet på Kew.
Kontinuerlig inspelning av kamera
Ronalds mest anmärkningsvärda innovation vid Kew, 1845, var den första framgångsrika kameran som gjorde kontinuerliga inspelningar av ett instrument 24 timmar om dygnet. Den brittiske premiärministern Lord John Russell gav honom en ekonomisk utmärkelse som erkännande av uppfinningens betydelse för observationsvetenskap.
Han använde sin teknik i elektrografer för att observera atmosfärisk elektricitet , barografer och termo-hygrografer för att övervaka vädret och magnetografer för att registrera de tre komponenterna i geomagnetisk kraft . Magnetograferna användes av Edward Sabine i hans globala geomagnetiska undersökning medan barografen och termo-hygrografen användes av det nya Met Office för att hjälpa de första väderprognoserna . Ronalds övervakade också tillverkningen av hans instrument för andra observatorier runt om i världen ( Radcliffe -observatoriet under Manuel John Johnson och Colaba -observatoriet i Indien är två exempel) och några fortsatte att användas till sent på 1900 -talet.
Meteorologiska instrument och observationer
Ytterligare instrument som skapades på Kew inkluderade en förbättrad version av Regnaults aspirerade hygrometer som användes under många år; en tidig meteorologisk drake ; och stormklockan som används för att övervaka snabba förändringar i meteorologiska parametrar under extrema händelser.
För att observera atmosfärisk elektricitet skapade Ronalds en sofistikerad uppsamlingsapparat med en uppsättning elektrometrar ; Utrustningen tillverkades och såldes senare av Londons instrumenttillverkare. Ett dataset med fem års varaktighet analyserades och publicerades av hans observatoriekollega William Radcliffe Birt .
Fenomenet som nu kallas geomagnetiskt inducerad ström observerades på telegraflinjer 1848 under den första solfläckstoppen efter att nätverket började ta form. Ronalds försökte använda sin atmosfäriska elektricitetsutrustning och magnetografier i en detaljerad studie för att förstå orsaken till avvikelserna men hade otillräckliga resurser för att slutföra sitt arbete.
Senaste åren
Ronalds sista utlandsvistelse 1853–1862 var i norra Italien, Schweiz och Frankrike, där han hjälpte andra observatorier att bygga och installera sina meteorologiska instrument och fortsatte att samla böcker till sitt bibliotek. Några av hans idéer som dokumenterades under denna period gällde elektrisk belysning och ett kombinerat roder och propeller för fartyg som slipades på 1900 -talet.
Han dog i Battle , nära Hastings, 85 år gammal, och ligger begravd på kyrkogården där. Ronalds bibliotek testamenterades till det nybildade Society of Telegraph Engineers (snart för att bli Institution of Electrical Engineers och nu Institution of Engineering and Technology ) och dess medföljande bibliografi trycktes om av Cambridge University Press 2013.
Ronalds hade en mycket blygsam och avgående natur och gjorde lite för att publicera sitt arbete genom sitt liv. Under hans sista år blev hans viktigaste prestationer dock välkända och vördade inom det vetenskapliga samfundet, särskilt i hjälp av hans vänner Josiah Latimer Clark och Edward Sabine och hans svåger Samuel Carter . Han blev till riddare vid 82 års ålder. Kollegor vid Society of Telegraph Engineers betraktade honom som "fadern till elektrisk telegrafi", medan hans kontinuerligt inspelande kamera noterades vara "av yttersta vikt för meteorologer och fysiker, och ... anställd i alla förstklassiga observatorier ". Hans porträtt målades av Hugh Carter . Minnesplattor har installerats på två av hans tidigare hem och en väg namngavs efter honom i Highbury . Ronalds Point i Antarktis är uppkallad efter Francis Ronalds.