Vissza

175 éve született John Ambrose Fleming, az izzókatódos elektroncső feltalálója

Ismét egy olyan feltaláló születési évfordulójához érkeztünk, akinek a neve kissé homályba veszett, pedig sokak szerint az elektronika korának az első találmányát, az izzókatódos elektroncsövet hozta létre. A szép életkort, 95 évet megélt feltaláló 175 éves születésnapja alkalmából mutatjuk be röviden életútját és találmányának a lényegét és sikerét, amit a világ kizárólagosan egy másik mérnök sikereként tart nyilván, eltakarva Fleming nevét a jeles találmányok között.


Ambrose Fleming 1849. november 29-én született James Fleming teológus, kongregacionalista lelkész és felesége, Mary Ann első gyermekeként Angliában, Lancesterben. Utána még hat gyermekük született, ebben a környezetben nőtt fel Ambrose Fleming, aki erős vallási nevelésben részesült. Tanulmányait a lancesteri királyi nyelviskolában kezdte meg, ahol különösen a geometria ragadta meg. Amikor 10 éves lett, akkor már biztosan kialakult benne, hogy a természettudományok gyakorlati alkalmazása felé vonzódik, azaz mérnök akar lenni. 11 évesen már saját műhelye volt, ahol hajómodelleket és kisebb gépeket készített. Szülei azonban nem tudták anyagilag támogatni az egyetemi tanulmányait, így felváltva tanult és dolgozott, hogy megteremtse hozzá a pénzügyi feltételeket.
Felsőbb tanulmányait Londonban, az University College kötelékében végezte, ahol 1870-ben szerezte meg a matematikai BSc diplomáját. Utána a Royal College of Science kémiai tagozatára iratkozott be, ahol mélyebben megismerkedett Alessandro Volta eredményeivel, ebből írta első publikációját is. Mivel a pénze ismét elfogyott, így 1874-től ismét dolgozott, tanítást vállalt több iskolában is. Közben azonban folytatta a kutatásait a cambridge-i egyetemen, ahol James Clarke Maxwell kutatótársa, asszisztense volt.
1877-től ismét visszatért az egyetemi padokba, ekkor Cambridge-ben a St. John College-ban tanult tovább, ahol annak a néhány hallgatónak volt az egyike, akik még hallgathatták Maxwell utolsó előadásait. Itt is képesítést szerzett ezúttal kémiából és fizikából, majd a DSc fokozatát már a University of London egyetemen kapta meg 1879-ben. A Bachelor of Art (BA) akadémiai fokozatot 1881-ben érte el.
Utána több egyetemen is tanított, a University College London egyetemen pedig az elektromérnöki tudományok első professzora volt. Ebben a minőségében hamarosan több elektrotechnikával és távközléssel foglalkozó cégnek is a konzultánsa lett, mint pl. a Marconi Wireless Telegraph Company, a Swan Company, a Ferranti és az Edison Telephone, később Edison Electric Light Company. 1887-ben megnősült, felesége, Clara Ripley egy Bath-ban dolgozó ügyvéd lánya volt.
Ambrose Fleming tehát megalapozta az anyagi biztonságát, családot alapított – igaz, végül is nem született gyermekük – és teljes erejével a tanításra és a kutatásra tudott koncentrálni. Tudását széles körben elismerték, ennek köszönhető, hogy amikor Guglielmo Marconi eljutott odáig, hogy az Atlanti-óceánon keresztül küldjön át rádiójeleket, akkor Fleminget kérte fel a nagyteljesítményű adóegység megtervezésére. A megbízást Fleming elfogadta és így elkészült az első nagyteljesítményű szikraköz-adója, melyet egy belső égésű motorral hajtott 25 kW-os generátor táplált. Ezzel sikerült 1901. december 12-én Új-Fundland és az angliai Poldhu között demonstrálni az átvitelt, majd 1902. december 17-én a kanadai Új-Skóciában fekvő Glace Bay-ben telepített Marconi-állomásról sikerült a Poldhuban lévő állomást elérni. Ez volt az első sikeres vezeték nélküli összeköttetés a két kontinens között. Annak ellenére, hogy Marconi az adó megtervezését nem a saját cégére, hanem Flemingre bízta, a működő kísérletek után Marconi eléggé kisajátította a sikert, Fleminget éppen csak megemlítette. Fleming visszaemlékezéseiből az is kiderül, hogy Marconi ugyan a tervezés megindításakor 500 Marconi részvényt igért Flemingnek siker esetén, de erről aztán később „megfeledkezett”. Flemingre jellemző, hogy emiatt nem veszett össze Marconival, nem is emlékeztette az ígéretére, de Marconi halálakor azért szóvá tette a kétes „nagylelkűségét” az emlékirataiban.
Továbbra is együttműködött Marconi cégével, itt végezte a kutatásai egy részét is és ennek eredményeképpen 1904-ben létrehozta az általa „oszcillációs cső”-nek nevezett találmányát, amit ma izzókatódos diódának nevezünk. Ezzel megszületett az első elektroncső, aminek utána hosszú életútja lett és egyes helyeken még ma is létjogosult a használatuk.
Fleming oszcillációs csöve egy olyan vákuumcső volt, melyben egy filament kivitelű katódot helyezett el és az anódot először egy vele szemben lévő fémlap, később pedig a filament katódot körülvevő fémhenger reprezentálta. Ezzel a csővel az antennára érkező váltakozó áramú jelet tudta egyenirányítani a diódahatás segítségével. A jelet az anód és a katód közé kötötte be. Amikor az anód feszültsége pozitív volt a katódhoz képest, akkor elektronok áramlottak a katódról az anódra. Amikor viszont az anód feszültsége negatív volt, akkor az elektronáramlás megszűnt, a dióda lezárt. Ezzel létrejött az egyenirányító hatás, aminek a megoldása a rádióvevők szempontjából lényeges elem volt.
Fleming tudatában volt az oszcillációs cső fontosságának, így azonnal nekiállt a szabadalmaztatásnak és már 1904. november 16-án megszületett az angol, majd 1905. november 7-én az amerikai szabadalmi védettség is, utóbbi az US 803 684 lajstromszámon. Ezt a találmányt sokan az elektronika korának a kezdeteként említik, nem is alaptalanul. Ezzel megkezdődött az elektroncsövek kora, amit aztán a tranzisztor váltott fel az ötvenes években.
1906-ban Lee de Forest feltalálta a triódát, ami újabb lépést jelentett az elektronizálásban, mert ezzel a jelerősítés kérdését lehetett jól megoldani. Ekkor azonban Fleming megtámadta a trióda szabadalmát azzal, hogy Lee de Forest szabadalma megsérti az ő szabadalmát. Ebből hosszas bírósági eljárások, viták támadtak aminek a végén 1943-ban Fleming szabadalmát mondta ki semmisnek az Egyesült Államok Legfelsőbb Bírósága azzal az indoklással, hogy a szabadalmi leírás elégtelen részleteket tartalmazott és egyébként is az elv a szabadalom beadásakor már ismert volt. Igaz, ennek már nem volt nagy jelentősége, mert ez közel negyven évvel a szabadalom benyújtása után történt.
Fleming az oszcillációs cső – amit akkor sokan Fleming-csőnek hívtak – mellett sok más területen is sikereket ért el, így a fotometria, az elektronika több területe és a rádiózás fejlesztésében. Nevéhez fűződik a váltakozó áramú rendszerek teljesítménytényezőjének a bevezetése is, de az elektromotorokra vonatkozó balkéz-szabályt is neki tulajdonítják.
Fleming 1927-ben, 77 éves korában vonult vissza a University College Londonban a tanítástól, Mivel első felesége még 1917-ben elhunyt, 1928 júliusában újra nősült, egy nála 45 évvel fiatalabb népszerű énekesnőt, Olive May Franks-ot vette feleségül. A tudományos életben továbbra is aktív maradt. Elkötelezett híve lett a televíziózás elterjesztésének, talán ennek is köszönhető, hogy ő lett a Televíziós Társaság második elnöke. 1929-ben ütötték lovaggá, így élete hátralévő részében már Sir John Ambrose Fleming néven szerepelt. Végül 1945. április 18-án, 95 éves korában hunyt el Angliában, Sidmouthban a saját házában.


dr. Bartolits István