Fysiker Guglielmo Marconi og radiosystem

De strijd om de radio

De jonge Italiaanse natuurkundige Guglielmo Marconi kreeg de eer voor de uitvinding van de draadloze telegraaf. Maar in feite leunde de uitvinding zwaar op het werk van anderen, en op de patenten van ene Nikola Tesla.

De jonge Italiaanse natuurkundige Guglielmo Marconi kreeg de eer voor de uitvinding van de draadloze telegraaf. Maar in feite leunde de uitvinding zwaar op het werk van anderen, en op de patenten van ene Nikola Tesla.

Scanpix/Science Photo Library

Halverwege de 19e eeuw verloopt de communicatie over de Atlantische Oceaan uiterst traag. Nieuws over revoluties in Europa of de Amerikaanse Burgeroorlog is weken onderweg, en door noodweer, schipbreuk en piraten komen berichten soms überhaupt niet aan.

Dat verandert als er in 1866 een kabel op de zeebodem wordt gelegd van de VS naar Groot-Brittannië.

‘Op een dag zal de mens draadloze berichten naar de verste uithoeken van de wereld kunnen versturen’ Guglielmo Marconi

Opeens is er telegraaf­verkeer mogelijk tussen beide continenten. De verbinding is echter nog wel instabiel. De 3122 kilometer lange kabel gaat geregeld kapot en moet dan telkens worden gerepareerd.

Idealisten, uitvinders en telegraaf­bedrijven staan te popelen om berichten onbelemmerd door de lucht versturen.

Een van hen is de Serviër Nikola Tesla, maar ook de jonge, rijke Italiaan Guglielmo Marconi droomt ervan.

Een draadloze ‘s’ over de oceaan

Op 12 december 1901 om 12.30 uur gaat deze droom in vervulling. Een zwak geluid bereikt eindelijk de 25-jarige Marconi. ‘Tik, tik, tik. Pauze’ – het morsesignaal voor ‘s’.

Hij staat al dagen gespannen te wachten op een winderige heuvelrug in Newfoundland, Canada, terwijl zijn assistenten in het Britse Cornwall, 3500 kilometer verderop, een signaal proberen te versturen.

Marconi overhandigt de koptelefoon aan zijn assistent George Kemp, die het getik ook hoort. In de wetenschap dat ze geschiedenis schrijven, kijken ze elkaar aan.

‘Ik was er nu voor het eerst echt van overtuigd dat de mens op een dag niet alleen over de oceaan, maar naar de verste uithoeken van de wereld draadloze berichten zal kunnen versturen,’ schrijft Marconi later.

De Italiaan wordt gelauwerd voor zijn baanbrekende werk. Enkele sceptici menen dat hij de drie piepjes verzonnen heeft, maar niemand twijfelt er nog aan dat geluid over grote afstanden door de lucht verstuurd kan worden.

Vindue, hvor Marconi sendte sit første radiosignal

Marconi verstuurde zijn eerste radiosignaal in zijn ouderlijk huis.

© Scanpix/Science Photo Library

De draadloze telegraaf

Marconi’s radiozender en -ontvanger zetten elektrische morsesignalen om in radiogolven, en omgekeerd.

De eerste radio was, anders dan nu, niet gemaakt om het geluid van muziek en stemmen weer te geven. Marconi’s apparaat was een draadloze telegraaf, die morsesignalen verstuurde met behulp van radiogolven.

Daarvoor had hij een zender nodig die elektromagnetische radiogolven kon opwekken, een ontvanger die ze kon registreren, een antenne, een morseapparaat en een accu.

De zender bestond uit twee koperen elektroden met een zogeheten vonkbrug ertussen. Een vonk tussen de elektroden veroorzaakte een radiogolf.

Om de radiogolven te ontvangen gebruikte Marconi een detector – een verbeterde versie van de coherer, die door de Engelsman Oliver Lodge ontwikkeld was.

Een coherer is een glazen buis met daarin twee elektroden en metaalvijlsel. Als de coherer geen elektromagnetische golven doorlaat, liggen de deeltjes door elkaar en geleiden ze geen stroom. Als dat wel gebeurt, trekken de deeltjes elkaar aan en hechten ze zich aan elkaar.

De weerstand vermindert dan en er loopt stroom door de deeltjes, die opgevangen wordt door de koptelefoon, die het radiosignaal in geluid omzet.

Marconi’s coherer bestond uit een luchtledige buis met een binnendiameter van 2,5 mm. Deze had zilveren elektroden met metaalvijlsel ertussen. Het klinkt simpel, maar de pionier zei dat het hem duizend uur kostte om het apparaat aan de praat te krijgen.

Tijdens een diner voor de jeugdige radiopionier wordt er een felicitatiebrief vol met lofbetuigingen voorgelezen. De brief is afkomstig van Nikola Tesla, een hoogbegaafde, maar ook wat wereldvreemde wetenschapper.

De 56-jarige Tesla heeft al een hele reeks uitvindingen gepatenteerd die de basis vormen voor de ontwikkeling van de radiotelegraaf. Hij verstuurde zijn eerste radiosignaal al ver voordat de jonge Marconi ermee bezig was, en werkt nu aan het versturen van een radiosignaal van Colorado, over de VS en de oceaan, naar Parijs, 9000 kilometer verderop.

‘Het lijkt erop dat Marconi u heeft ingehaald’, constateert een van Tesla’s medewerkers, als het nieuws over de transatlantische uitzending hen bereikt.

‘Marconi is een prima kerel. Laat hem maar. Hij gebruikt zeventien patenten van me’, antwoordt Tesla. Tesla heeft er geen erg in dat hij geen cent beter zal worden van zijn uitvindingen en er ook geen erkenning voor zal krijgen.

Marconi gaat met de eer van de uitvinding van de radio strijken, en wordt in 1909 zelfs onderscheiden met de Nobelprijs voor zijn ‘bijdrage aan de ontwikkeling van de draadloze telegrafie’, ook al is zijn uitvinding gebaseerd op de ideeën van Tesla.

© Polfoto/Granger

1: Seinsleutel verstuurt signaal

Een druk op de knop activeert een elektrische impuls.

© Polfoto/Granger

2: Spoel versterkt het signaal

De impuls wordt door de spoel versterkt.

© Polfoto/Granger

3: Energie hoopt zich op in condensator

Hier wordt de elektrische energie opgeslagen, tot deze zo hoog is dat die vrijkomt in de vonkbrug.

© Polfoto/Granger

4: Vonk zorgt voor radiogolf

Door de hoge spanning springt er een vonk tussen twee koperen elektroden over en ontstaat er een elektromagnetische radiogolf.

© Polfoto/Granger

5: Antenneplaat verzendt radiogolf

De radiogolven bewegen als een pulserende stroom via de kabel naar de antenne, en met de snelheid van het licht verder door de lucht.

© David Sparvell

46: Afstemcondensator ontvangt signaal

De radiogolf komt aan bij de ontvangerantenne, en wordt dan door een afstemmer versterkt.

© David Sparvell

7: Coherer zet golven om in geluid

Magnetische metalen deeltjes in de coherer vormen radiogolven om tot stroom, die via een koptelefoon wordt ontcijferd.

Theorie interesseert Marconi niet

Guglielmo is de zoon van Giuseppe Marconi, een rijke Italiaan, en een Ierse vrouw. Hij groeit op in Bologna. De jongen is nieuwsgierig en barst van de ideeën, maar verveelt zich op school en presteert slecht.

Alleen praktische natuurkundeproeven kunnen hem boeien.

Zijn moeder Annie neemt daarom een privéleraar in de arm, en omdat Guglielmo niet aan de universiteit toegelaten wordt, zorgt ze ervoor dat haar zoon in de leer komt bij de bekende hoogleraar natuurkunde Augusto Righi.

Righi is een specialist op het gebied van elektromagnetisme en weet veel van de nieuwe theorieën van de Duitser Heinrich Hertz over elektromagnetische golven.

Het is een kolfje naar de hand van Marconi. Hij loopt niet erg warm voor theorie, maar popelt om de kennis over radiogolven in praktijk te brengen.

Marconi herhaalt op zijn zolderkamertje de proeven van Hertz, en is ook geïnspireerd door Nikola Tesla.

Van elektromagnetisme tot radiosignaal

Nog geen eeuw na de ontdekking van het elektromagnetisme waren de draadloze telegraaf en de radio er al.

1820

De Deense fysicus H.C. Ørsted (1777-1851) toont elektromagnetisme aan, het verband tussen elektriciteit en magneetvelden.

© digitaltmuseum.se

1821

De Brit Michael Faraday (1791-1867) wekt ‘elektromagnetische rotatie’ en stroom op met een magneet. Zijn werk is van belang voor de moderne elektromagnetische technologie, zoals radio en tv.

Michael Faraday
© Wellcome Images

1886

De Duitser Heinrich Hertz (1857-1894) toont elektromagnetische golven aan. Uit zijn experimenten blijkt dat de golven draadloos door de lucht gaan van een zender naar een ontvanger.

Heinrich Rudolf Hertz
© Robert Krewaldt

1893

De Serviër Nikola Tesla (1856-1945) presenteert zijn ontdekkingen en resultaten, onder meer in Philadelphia, en laat de toeschouwers zien dat het mogelijk is elektrische signalen te versturen via radiogolven.

Nikola Tesla
© Scanpix/Science Photo Library

1894

Tesla stuurt een radiosignaal van zijn laboratorium in New York naar West Point aan de Hudson – een afstand van zo’n 80 km.

Nikola Tesla
© Wikimedia Commons

1894

De Britse fysicus Oliver Lodge (1851-1940) verstuurt een radiosignaal over 32 km.

Oliver Lodge
© Wellcome Collection

1895

Guglielmo Marconi (1874-1937) stuurt zijn eerste radiosignaal buitenshuis over een afstand van ongeveer twee km.

© Library of Congress

1897

Marconi richt de Wireless Telegraph Signal Company op in Londen.

Wireless Telegraph Signal Company
© Flickr

1900

Tesla krijgt in Amerika patent op een ‘systeem dat elektrische energie versturen kan’, en een ander patent op een ‘elektrische zender’. Marconi maakt daarna gebruik van deze patenten voor zijn radio.

© Wikimedia Commons

1901

Marconi stuurt als eerste een draadloos signaal over de Atlantische Oceaan.

Marconi modtager radiosignal fra England
© Scanpix/Science Photo Library

1904

Om onduidelijke redenen worden Marconi’s patenten op radiotechnologie goedgekeurd in de VS. Een jaar eerder waren ze nog afgewezen.

© Shutterstock

1906

Radiotelegrafie wordt gebruikt voor de uitzending van het eerste programma met spraak en muziek op de radio. Het wordt uitgezonden in Massachusetts in de VS en is ook in Virginia te horen.

© Wikimedia Commons

1925

De Deense ingenieur Peter Bang en zijn vriend Svend Olufsen verkopen radiotoestellen en gaan deze daarna ook ontwerpen, zoals deze klassieke radio Beolit 39.

Beolit-39-radio
© Wikimedia Commons

In 1892 en 1893 houdt Tesla enkele lezingen over de wijze waarop elektromagnetische golven bij communicatie gebruikt kunnen worden en zijn lezingen en theorieën verschijnen in enkele wetenschapstijdschriften die Marconi ongetwijfeld ook gelezen zal hebben.

In de zomer van 1895 doet hij een test met zijn broer Alfonso, die een paar kilometer verderop staat met een radio-ontvanger.

Ze spreken af dat Guglielmo een signaal verstuurt, en dat Alfonso een schot afvuurt als hij het ontvangt. Guglielmo stuurt het signaal, en iets later hoort hij het schot. Het werkt!

Marconi’s test is echter geen wereldnieuws. Het jaar ervoor had Tesla al via de Hudson een radiosignaal verstuurd van New York naar West Point, dat zo’n 80 kilometer verderop ligt.

Kunstige lyn i Nikola Teslas laboratorium

Tesla voerde tal van proeven uit met stroom en maakte onder meer kunstmatige bliksem in zijn laboratorium.

© Polfoto/Corbis

De Marconi’s zijn laaiend enthousiast en proberen eerst het Italiaanse post- en telegraafwezen voor hun uitvinding te winnen.

Als dat niet lukt, vertrekken moeder en zoon subiet naar Engeland, waar men wel veel belangstelling toont voor het moderne apparaat.

Tesla graaft greppels

Anders dan rijkeluiszoon Guglielmo Marconi moet de 18 jaar oudere Nikola Tesla sappelen. Hij kwam in Oostenrijk-Hongarije ter wereld als zoon van een Servische predikant.

Na een paar jaar aan de universiteit raakt het familiekapitaal op. Tesla staakt zijn studie en gaat naar Parijs om bij de Continental Edison Company te werken, de Europese afdeling van het energiebedrijf van Edison.

In 1884 emigreert Tesla naar de VS. Hij bezoekt daar meteen Thomas Edison en toont hem een aanbeveling van Charles Bachelor, een van zijn bazen in Parijs: ‘Geachte heer Edison. Ik ken twee grote mannen, van wie u er een bent. De andere is deze jongeman.’

De weg ligt open voor Tesla. Hij werkt nauw samen met Edison, maar na onenigheid om zijn salaris stapt Tesla op en richt hij zijn eigen energiebedrijf op.

Zijn inzet is enorm, en hij bulkt van de ideeën. Helaas kan hij totaal niet met geld omgaan. Hij is binnen de kortste keren blut en moet als bijverdienste greppels graven voor een schamel loontje van twee dollar per dag.

Gelukkig vindt hij een rijke sponsor die hem verder helpt met zijn experimenten. In 1898 demonstreert hij in Madison Square Garden een radiografisch bestuurbare boot, en hij bedenkt plannen voor radiografisch bestuurde wapens, die echter pas vijftig jaar later het licht zullen zien.

Marconi pikt Tesla’s patenten in

Dankzij zijn vermogen en invloedrijke connecties gaat het Marconi in Engeland voor de wind. In 1897 krijgt hij in Groot-Brittannië patent op zijn radio, ook al komt deze exact overeen met een apparaat dat Tesla in een artikel uit 1893 beschreef.

Als Marconi enkele jaren later in de VS probeert patent te krijgen op hetzelfde toestel, wordt het afgewezen onder verwijzing naar patenten van Tesla, ook al zegt Marconi dat hij niets van Tesla’s ideeën afweet.

‘Marconi is een nul!’ Nikola Tesla

De grote doorbraak komt in 1899, wanneer het lukt een radiotelegram over het Kanaal te sturen. De Italiaan doet zich voor als een groot uitvinder.

Hij is een meester in zijn eigen pr, en wanneer hij in 1901 zijn transatlantische signaal verstuurt, is zijn naam voorgoed gevestigd.

De ultieme overwinning komt in 1904 als het Amerikaanse patentbureau om onduidelijke redenen zijn mening herziet en Marconi toch opeens erkent als de uitvinder van de draadloze radiotelegrafie.

Tesla krijgt postuum erkenning

Tesla’s gedrag wordt steeds vreemder, en hij strijdt tevergeefs om erkenning voor zijn bijdrage aan de uitvinding van de radio. Hij onthoudt zich in het openbaar van negatieve uitspraken, op één keer na, als hij zijn frustratie uit met de woorden: ‘Meneer Marconi is een nul!’

Pas in 1943 beslist de hoogste rechter in de VS dat Tesla gelijk had en dat Marconi loog over zijn kennis van de wetenschappelijke artikelen van Tesla.

Geen van beiden zal dit vonnis echter nog meemaken. Marconi overlijdt in 1937 op 63-jarige leeftijd aan de gevolgen van een beroerte. De oude taaie Nikola Tesla sterft in januari 1943 op 86-jarige leeftijd alleen op een hotelkamer, negen maanden voor de uitspraak.

Omdat bijna niemand de rechterlijke uitspraak kent, staat Marconi nu echter bekend als de uitvinder van de radio.