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Sir Edward Victor Appleton

Sir Edward Victor Appleton

Sir Edward Victor Appleton a été l'une des figures clés du XXe siècle qui a contribué à la connaissance de la radio et de l'ionosphère et a ainsi amélioré nos connaissances sur la manière dont les ondes radio se propagent dans la partie HF du spectre.

Edward Appleton a reçu un prix Nobel en 1947 pour son travail, dont la technique a jeté les bases du développement du radar. Il est devenu Sir Edward Appleton lorsqu'il a été fait chevalier en 1941.

Les premières années

L'histoire d'Edward Victor Appleton commence avec sa naissance le 6 septembre 1892 à Bradford en Angleterre. La ville est dans le Yorkshire et était célèbre pour ses usines de laine et était un centre d'industrie. Edward Appleton était le fils de Peter et Mary Appleton.

Le jeune Appleton a fait ses premières études à la Hanson Grammar School de Bradford. Au début, il ne montra que peu d'intérêt pour autre chose que la musique et le cricket, bien qu'à l'âge de 18 ans, il obtint une bourse au St John's College de l'Université de Cambridge où il étudia sous des noms célèbres tels que Sir J. Appleton a eu beaucoup de succès et non seulement il a remporté des prix pour son travail et a finalement obtenu un diplôme de première classe en sciences naturelles.

Déclenchement de guerre

Avec le déclenchement de la Première Guerre mondiale, Edward Appleton a rejoint les forces armées, d'abord avec le West Riding Regiment, puis a été transféré au Royal Engineers. Alors qu'il était dans l'armée, il s'est entraîné sur la technologie relativement nouvelle de la radio ou comme on l'appelait alors «sans fil». Cela l'intéressa évidemment considérablement car après la cessation des hostilités, il retourna à Cambridge en 1920 et entreprit des recherches sur les ondes radio. Ici, Appleton a commencé comme assistant démonstrateur de physique sous J J Thomson. Il a rapidement développé un intérêt pour les vannes sans fil ou radio, ainsi que pour la propagation de signaux sans fil ou radio.

La recherche commence

En 1924, Edward Appleton a été nommé professeur de physique au King's College de l'Université de Londres. Il a occupé ce poste pendant 12 ans et c'est pendant cette période qu'il a entrepris une grande partie de son travail sur ce qu'on a appelé la couche Kennelly-Heaviside. C'était une couche dans la haute atmosphère qui réfléchissait les signaux radio, permettant aux signaux radio d'être entendus sur de grandes distances. Ce travail devait non seulement jeter les bases d'une grande partie de nos connaissances sur l'ionosphère, mais aussi pour le développement ultérieur du radar.

Une grande partie du travail entrepris par Appleton à Kings était basée sur leur campus sur le Strand à Londres. Cependant, ses expériences ont causé des interférences à beaucoup d'autres dans la localité, et finalement son travail a été transféré à un autre campus ouvert par le collège de Hampstead dans la banlieue de Londres. Il y avait plus d'espace dans cette zone et moins d'utilisateurs de radio. En conséquence, l'ingérence sur autrui a été maintenue dans des limites acceptables.

L'idée d'une couche dans la partie supérieure de l'atmosphère qui pourrait refléter les signaux radio était postulée depuis quelques années. En 1901, Marconi fit la première transmission radio transatlantique et cela montra clairement qu'il devait y avoir un mécanisme pour «plier» les signaux radio. Puis en 1902, Oliver Heaviside et A.E. Kennelly ont postulé indépendamment l'idée de la présence d'une couche conductrice. Cela a été appelé la couche Kennelly-Heaviside.

En outre, Appleton avait observé que la force du signal radio d'un émetteur a sur une fréquence telle que la bande d'ondes moyennes et sur un trajet d'une centaine de kilomètres environ était constante pendant la journée mais variait pendant la nuit, montant et descendant dans un de manière régulière. Cela l'a amené à croire qu'il était possible que deux signaux radio soient reçus, l'un voyageant au sol et l'autre réfléchi par une couche dans la haute atmosphère. L'évanouissement ou la variation d'intensité du signal radio global reçu résultait du motif d'interférence des deux signaux. La variation, a-t-il postulé, était causée par de petits changements dans le milieu réfléchissant entraînant une modification de la longueur du trajet et donc de la manière dont les deux signaux radio interféraient. Parfois, ce serait une interférence constructive lorsque les deux signaux radio s'additionnaient, et à d'autres moments, ce serait destructeur lorsque les deux signaux auraient tendance à s'annuler.

Appleton a utilisé l'émetteur de radio de la British Broadcasting Corporation (BBC) à Bournemouth en Angleterre et a transmis un signal vers les couches supérieures de l'atmosphère. Il a reçu les signaux radio près de Cambridge, prouvant qu'ils étaient réfléchis. En modifiant périodiquement la fréquence du signal radio diffusé, il a pu mesurer le temps nécessaire pour que les signaux se déplacent vers les couches de la haute atmosphère et inversement. De cette façon, il a pu calculer que la hauteur de la couche réfléchissante était de 60 miles au-dessus du sol. La technique qu'il a utilisée est maintenant connue sous le nom de radar à modulation de fréquence, et la couche dans l'ionosphère a été le premier élément à être localisé à l'aide d'une technique radar.

Appleton s'est rendu compte que les réflexions de cette expérience auraient pu être causées par des réflexions provenant de collines éloignées ou d'autres objets, bien que si c'était le cas, cela n'expliquerait pas la décoloration des signaux radio observés. Pour s'assurer que ce n'était pas le cas, il a répété les expériences quelques mois plus tard, mais a utilisé une antenne radio directionnelle, prouvant ainsi que le signal réfléchi émanait bien des parties supérieures de l'atmosphère. De cette façon, il a éliminé tout doute sur le mécanisme de la façon dont les signaux radio se propageaient.

Recherches supplémentaires

Appleton a poursuivi ses travaux sur l'ionosphère et en 1926 a découvert une autre couche au-dessus de la couche inférieure de Kennelly-Heaviside. Celui-ci à une altitude comprise entre 250 et 350 kilomètres a été nommé la couche Appleton.

Plus tard, Appleton a affiné sa méthode de mesure de la hauteur et de la nature de l'ionosphère en utilisant un émetteur qui a envoyé des impulsions d'énergie. Les résultats des signaux réfléchis pourraient alors être affichés sur un oscilloscope, donnant une image visuelle.

Appleton a constaté que plus il découvrait ce qui était maintenant appelé l'ionosphère posait plus de questions. Par exemple, on avait remarqué que l'ionosphère variait avec le temps, mais on ne comprenait pas ce qui causait les changements. En conséquence, Appleton poursuivit ses recherches. Une éclipse solaire le 29 juin 1927 a fourni une occasion unique d'étudier l'effet du Soleil sur l'ionosphère. Il a découvert que dès que le Soleil était caché par la Lune, la hauteur effective de la couche Appleton augmentait. Cela suggérait que le Soleil avait un effet direct sur la couche et que le rayonnement du Soleil était nécessaire pour ioniser la haute atmosphère. À partir de cette recherche et d'autres, l'équation Appleton-Hartreee a été développée. Cela a montré que les charges qui provoquaient la «réflexion» étaient des électrons libres chargés négativement.

Appleton a fait d'autres découvertes. Il a découvert que la hauteur des couches ionosphériques était affectée par la Lune ainsi que par le Soleil, et qu'elles étaient fortement influencées par le champ magnétique terrestre et liées à ce Appleton a découvert que les pannes de courant polaires étaient causées par des tempêtes magnétiques.

Carrière

Edward Appleton était clairement un chercheur scientifique très doué. Après avoir entrepris une grande partie de ses recherches à l'Université de Londres entre les années 1924 et 1936. Pendant cette période, il a été élu vice-président de l'American Institute of Radio Engineers. Après son passage à l'Université de Londres, il a pris le poste de professeur de philosophie naturelle à l'Université de Cambridge entre 1936 et 1939. Après le déclenchement des hostilités en 1939, Appleton a été nommé secrétaire du Département de la recherche scientifique et industrielle. À ce poste, il avait une responsabilité considérable dans la définition de la recherche scientifique entreprise en Grande-Bretagne.

Années de guerre

L'une des principales réalisations des premières années de guerre a été le radar qui a été utilisé pour la détection précoce des aéronefs. Ceci était basé sur le schéma original utilisé par Appleton pour la détection des couches ionosphériques. Le développement du système radar a été entrepris par Robert (plus tard Sir Robert) Watson-Watt. Il a déclaré que sans les travaux entrepris par Appleton, le radar aurait été développé trop tard pour être utilisé dans la bataille d'Angleterre.

À la suite de son travail, Appleton a été fait chevalier en 1941. Il est également devenu membre du comité des conseillers scientifiques du cabinet de guerre. À ce titre, il faisait partie du comité qui a conseillé le Cabinet de guerre sur la faisabilité de créer une bombe atomique.

Malgré la lourde charge de travail associée à son poste au sein du comité des conseillers scientifiques et à son implication dans le développement de la bombe atomique, Appleton a encore trouvé du temps pour poursuivre ses recherches sur la propagation des signaux radio et l'ionosphère. Il a également découvert que l'état de l'ionosphère dépendait fortement du nombre de taches solaires sur le soleil, et en travaillant avec le Dr J S Hey, il a découvert que ces taches solaires étaient de puissants émetteurs de signaux radio.

Récompenses

Compte tenu des contributions considérables qu'Edward Appleton avait apportées à l'avancement de la radio et de la science en général, il reçut de nombreux prix. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1947. Il a également reçu la médaille du mérite, la plus haute distinction civile décernée par les États-Unis. La France le fit officier de la Légion d'honneur française, et la Norvège, la Croix norvégienne de la liberté, et en 1948 le pape le nomma à l'Académie pontificale des sciences.

Ce ne sont que quelques-uns des prix décernés à Sir Edward Appleton. Cependant, en 1949, il a déménagé à l'Université d'Édimbourg pour devenir principal et vice-chancelier, poste qu'il a occupé pour le reste de sa vie. Cependant, Appleton est mort le 21 avril 1965

Faits sur Edward Appleton

Un résumé de certains des principaux faits sur Edward Appleton:

Faits clés sur Edward Appleton
FaitDétails
Date de naissance6 septembre 1892
Lieu de naissanceBradford, Yorkshire, Angleterre
ParentsPeter et Mary Appleton
Mort21 avril 1965
ÉducationHanson Grammar School Bradford, puis Université de Cambridge
Poste académique occupéProfesseur de physique au King's College de Londres en 1924
Travaux majeursEtudes de l'ionosphère et découverte de la couche Appleton
Aussi connu pourTravailler sur le radar

Citations d'Edward Appleton

Il y a beaucoup de citations d'Edward Appleton qui ont été capturées et font une lecture intéressante;

  • Je me fiche de la langue dans laquelle un opéra est chanté tant que c'est une langue que je ne comprends pas.

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