Experiencias tempranas
Braun nació en Alemania el 6 de junio de 1850. Su padre era funcionario. En 1868 comenzó a estudiar matemáticas y ciencias naturales en la Universidad de Marburg en Alemania. En 1869, se trasladó a la Universidad de Berlín para estudiar antenas y se doctoró en física en 1872.
En 1873 aprobó el examen nacional de profesor de secundaria y enseñó matemáticas y ciencias naturales en una escuela secundaria de Leipzig, donde también realizó investigaciones científicas sobre las corrientes oscilantes. En 1874, descubrió que ciertos sulfuros metálicos tienen la propiedad de permitir que la corriente pase en una dirección y utilizó esta propiedad de los semiconductores para fabricar detectores que son indispensables en la tecnología de comunicación inalámbrica, siendo pionero en la investigación humana sobre semiconductores.
Braun se desempeñó como profesor asociado y profesor de física en la Universidad de Marburg (1876), la Universidad de Estrasburgo (1880) y la Universidad de Karlsruhe (1883), y en 1887 fue admitido en la Facultad de Física. Departamento. Se invitó a la Universidad de Bingen a establecer el Instituto de Física.
Invención del tubo de rayos catódicos
Braun fabricó el primer osciloscopio de tubo de rayos catódicos (CRT, comúnmente conocido como tubo de imagen). Actualmente, el CRT se utiliza mucho en televisores y monitores de ordenador. En los países de habla alemana, el CRT todavía se llama "Braunsche R" (en alemán: Braunscher?hre).
En la segunda mitad del siglo XIX, la electricidad alcanzó su apogeo. En 1858, el físico alemán Pluckel [2] observó un fenómeno de fluorescencia catódica, y en 1876, el físico alemán Goldstein [3] confirmó este rayo catódico. En el proceso de seguimiento de los rayos catódicos, el físico alemán Röntgen descubrió accidentalmente los rayos X en 1895. En 1897, el físico británico Thomson realizó estudios experimentales precisos sobre los rayos catódicos y los llamó "electrones". En este contexto, cuando Braun se enteró de que en los años 90 se estudiaban los rayos catódicos, inmediatamente se dedicó a este nuevo campo.
El primer tubo de rayos catódicos nació en Karlsruhe, Alemania, en 1897. Braun instaló un electrodo (5 en la imagen de la derecha) en un extremo del tubo de vacío. Cuando los electrones emitidos por el cátodo pasan a través del electrodo energizado, se reúnen en un haz estrecho, un haz de electrones, llamado rayos catódicos (Figura 6 a la derecha). Un par de electrodos de placa paralela de metal horizontal y vertical (3 en la imagen de la derecha) se colocan respectivamente en las paredes laterales del tubo. Los electrodos horizontales desvían el haz de electrones verticalmente hacia arriba y hacia abajo, y los electrodos verticales desvían el haz de electrones horizontalmente hacia izquierda y derecha. El otro extremo del tubo está recubierto uniformemente con una capa de sulfuro de zinc u otro polvo fino mineral para formar una pantalla fluorescente (Figura 8 a la derecha). El haz de electrones puede producir puntos brillantes de color amarillo verdoso en la pantalla fluorescente. A medida que cambia el voltaje de los electrodos de placas paralelas colocados en las paredes laterales, también cambia la desviación del haz de electrones, formando diferentes puntos brillantes en la pantalla fluorescente, llamados "escaneo". El cambio del punto de luz en la pantalla fluorescente muestra el cambio del voltaje del electrodo de placa paralela que controla la deflexión del haz de electrones, es decir, la imagen de la onda de radio en estudio es el prototipo y fundamento de. el osciloscopio, lo que permite observar las ondas de radio de forma intuitiva.
El tubo de rayos catódicos original de Braun no era perfecto. Tiene un solo cátodo frío y el tubo no está completamente al vacío. Y se necesita un alto voltaje de 100.000 voltios para acelerar el haz de electrones de modo que la trayectoria desviada pueda identificarse en la pantalla. Además, la desviación electromagnética tiene una sola dirección. Pero la industria rápidamente se interesó en el invento de Braun y el tubo de rayos catódicos se desarrolló bien. En 1889, el asistente de Braun, Zenneck, añadió una desviación electromagnética en otra dirección al tubo de rayos catódicos y posteriormente inventó el cátodo caliente y el alto vacío. Esto hizo que el tubo de rayos catódicos no sólo se utilizara en los osciloscopios, sino que también se convirtiera en una parte importante de las pantallas a partir de 1930, sentando una base importante para la posterior invención de la televisión, el radar y los microscopios electrónicos. Todavía se utiliza ampliamente en los generadores de imágenes de las computadoras. , televisores y osciloscopios.
Mientras inventaba el tubo de rayos catódicos, Braun también comenzó sus investigaciones sobre la telegrafía inalámbrica.
Receptor de radio
Había un problema fatal con la tecnología del telégrafo en aquella época, que era la falta de receptores de telégrafo fiables. El estilo experimental del físico Braun es riguroso y las condiciones experimentales son repetibles. Cambió a un detector de cristal, lo que mejoró enormemente la sensibilidad del receptor. No fue hasta la invención del tubo de electrones que el detector de cristal de Braun quedó obsoleto. Aun así, los detectores de cristal se utilizaron durante mucho tiempo en receptores sencillos. El equipo de radar UHF original también utilizaba detectores de cristal.
Transmisora de radiodifusión
Braun también hizo grandes aportaciones a las emisoras. Marconi inventó el transmisor principalmente a través de la experiencia y la exploración. Basándose en el invento de Marconi, Braun estudió la situación física del transmisor e introdujo mejoras fundamentales en el transmisor de Marconi. Por ejemplo, descubrió una forma de generar ondas de radio de alta potencia y baja amortiguación. El circuito oscilador original y la antena del transmisor Marconi se combinaron en uno solo, y este circuito produjo muy baja potencia. Braun separó a los dos e inventó la antena acoplada magnéticamente. La bobina primaria consta de un condensador y un explosor y está acoplada a una antena inductiva. La oscilación del circuito del condensador genera una gran corriente en la antena radiante, lo que aumenta en gran medida la potencia de transmisión de todo el sistema y aumenta la distancia de comunicación del receptor de radio y la antena. Hoy en día, las antenas acopladas magnéticamente todavía se utilizan en radios, televisores, estaciones de transmisión y radares.
En 1899, el transmisor podía transmitir 20 kilómetros, completando la comunicación por radio a través del Canal de la Mancha y realizando verdaderamente la "comunicación telegráfica de larga distancia". Esta fue la primera vez que los humanos utilizaron ondas electromagnéticas para transmitir información. El mensaje es: "Su llamada ha sido recibida de forma correcta y clara" [4]. Esta distancia de transmisión se rompe cada mes. En 1901, Marconi utilizó el telégrafo de Braun para enviar con éxito un telegrama desde Cornu, Inglaterra, a través del Atlántico hasta Terranova, Canadá, estableciendo una línea de comunicación desde Gran Bretaña a América del Norte.
Braun también inventó la antena direccional. La direccionalidad también es una dificultad en la tecnología del telégrafo. El transmisor debe transmitir de forma direccional y el receptor debe recibir de forma direccional. Braun fue uno de los primeros en implementar la transmisión direccional. La antena direccional que inventó sólo emite ondas de radio en direcciones específicas, lo que reduce el consumo de energía innecesario. También sintonizó la banda de frecuencia del transmisor para que fuera muy estrecha, reduciendo así la interferencia entre diferentes transmisores.
Premio Nobel de Física
Por la mejora de la telegrafía inalámbrica, Braun compartió el Premio Nobel de Física de 1909 con Marconi, quien inventó la telegrafía inalámbrica. Los inventos de Marconi tomaron prestadas muchas patentes de Braun.
Stop
Después del estallido de la Primera Guerra Mundial, la Marconi Radio Company, controlada por los británicos, intentó cerrar la estación transmisora de radio en Nueva York, cortar las comunicaciones entre Estados Unidos y Alemania y demandó a los colonos de Long Island por los derechos de patente de los transmisores de radio Vilia. En ese momento, antes de que Estados Unidos entrara en la guerra, Braun, de 64 años, rompió el bloqueo británico y fue a Estados Unidos para ayudar a mantener la estación de radio alemana en Nueva York y testificar sobre sus experimentos en Nueva York. Durante este período, Estados Unidos intervino en la Primera Guerra Mundial y Braun se convirtió en un "ciudadano enemigo" [5]. Estados Unidos no le permitió regresar a Estrasburgo y le permitió vivir en Brooklyn hasta el final de la Primera Guerra Mundial en 1918, cuando Braun murió en su casa.