Роберт фон Либен (5 сентября 1878, Вена — 20 февраля 1913, Вена) — австрийский предприниматель, физик-самоучка [1] и изобретатель. Либен и его коллеги Ойген Рейс и Зигмунд Штраус изобрели и изготовили газонаполненный триод — первый термоэмиссионный клапан с управляющей сеткой , который был разработан специально для усиления , а не демодуляции сигналов, и является далеким предком тиратрона . [2] [3] После смерти Либена появился «клапан Либена», который также известен на английском языке как «клапан Либена-Рейса» [1] и на немецком языке как «LRS-Relais» [4] (Lieben-Reisz). — реле Штрауса ), было использовано в первом в мире генераторе радиочастот непрерывного действия , предназначенном для радиотелефонии . [2]
Роберт фон Либен был четвертым из пяти детей, родившихся в богатой венской еврейской семье, имевшей отношение к кланам Ауспиц, Гомперц, Тодеско и Вертхаймштайн. [5] Его отец Леопольд фон [6] Либен управлял семейным банком и возглавлял Венскую торговую палату; его мать Анна, урожденная Тодеско, младшая дочь Эдуарда фон Тодеско, была талантливой художницей-любителем и поэтессой. [7] Задолго до рождения Роберта, [8] Анна фон Либен страдала хронической бессонницей, наркозависимостью и различными психическими расстройствами. [9] Она была первой постоянной пациенткой Зигмунда Фрейда , который позже описал ее под псевдонимом Сесилия М. [9] Родители Роберта де-факто разошлись в 1890-х годах. [10]
Роберт, его братья и сестры выросли во дворце Тодеско , а с 1888 года — во дворце Либен на Оппольцергассе недалеко от Бургтеатра и Венского университета . [11] Они были воспитаны в старомодной культуре высшего сословия Рингштрассе , [12] и познакомились с наукой и философией своим домашним наставником Эдмундом Гуссерлем и их выдающимися родственниками Рудольфом Ауспицем , Адольфом Либеном и Францем Брентано – последний ежедневный посетитель Либенского дворца в подростковом возрасте Роберта). [13]
Роберт посещал академическую гимназию и Realschule и не считался выдающимся учеником. [10] Он увлекался технологиями и прикладными исследованиями и проводил все свободное время с братом Эрнстом и двоюродным братом Лео, проводя эксперименты . [10] Его интересы были в первую очередь в области телефонии и электричества, но он был открыт для новых идей. [14] Роберт покинул школу без аттестата , который был необходим для поступления в Венский университет , и вместо этого стал учеником на заводе Сименс-Шукерт в Нюрнберге . [15] Изучив основы техники, Роберт пошел в армию и пошел добровольцем в уланский полк австро-венгерской армии . [15] Его карьера внезапно оборвалась через несколько недель после того, как он упал с лошади и получил калеку. [15] Он так и не оправился полностью от травм, что, вероятно, способствовало его ранней смерти в возрасте 34 лет. [15]
После увольнения из армии Либен посещал занятия Франца С. Экснера в Венском университете в качестве студента-аудита ; он также посещал занятия Вальтера Нернста в Геттингенском университете [ 15] [16] и установил давнюю дружбу с Нернстом. [15] [17] За два года работы в Геттингене [18] Либен разработал камеру для фотографирования сетчатки глаза, электролитический фонограф и электрическую трансмиссию для транспортных средств. [15]
В 1901 году Либен вернулся в Вену и открыл собственную исследовательскую лабораторию на первом этаже Либенского дворца. [19] [19] [4] С помощью университетского химика доктора Ричарда Лейзера он изучал рентгеновские лучи , электрический разряд в газах и термоэлектронную эмиссию . [19] [4] В 1903 году Либен приобрел завод телефонного оборудования в Оломоуце ; телефония стала его основной сферой деятельности. [19] Заводские инженеры Ойген Рейс и Зигмунд Штраус помогали Либену в лаборатории, а Лейзер был его главным научным консультантом до 1909 года. [19] [4]
Потери в медных телефонных линиях ограничили расстояние между телефонными услугами от 300 км (190 миль) до 750 км (470 миль). [20] Для связи на большие расстояния требовалось использование ретрансляторов ; единственным типом, доступным в 1900-х годах, был механический усилитель , построенный на основе угольного микрофона . [20] Эти устройства с высокими искажениями были пригодны для телеграфии , но были практически непригодны для передачи речи. [20] Либен решил создать электронный усилитель с низкими искажениями, используя уже известный принцип электронно-лучевой трубки для управления потоком тока при слабом входном сигнале. [4] Из переписки с Нернстом он узнал об изобретении Артуром Венельтом в 1903 году [21] катода с оксидным покрытием , который обеспечивал довольно сильную термоэлектронную эмиссию по сравнению с неэффективным катодом из чистого вольфрама . [4] Сначала Либен пытался управлять током электромагнитным путем с помощью отклоняющей катушки . [4] В 1906 году он запатентовал «электронно-лучевое реле» с электромагнитным управлением; хотя Либен в частном порядке признал важность вклада Лейзера, патент [22] был выдан только Либену. [4] Устройство не работало должным образом [4] , потому что предложенная конфигурация катода не могла сфокусировать электронный луч в удовлетворительную форму. [4]
Не чувствуя реального стимула вести бизнес, [19] в 1908 году Либен продал фабрику в Оломоуце. Рейс и Штраус остались на его личной зарплате и продолжили исследования «катодных реле». [4] Согласно переписке Либена с Лейзером, Рейс предложил революционное усовершенствование в начале 1910 года, [4] а позже в том же году новый, правильно работающий клапан был запатентован совместно Либеном, Рейсом и Штраусом. [23] Он имел электростатическое управление лучом через перфорированную металлическую пластину в качестве управляющей сетки , которая разделяла клапан на две камеры. [4] [23] Катод был изготовлен из чистой платиновой фольги, которая была зигзагообразно намотана вокруг трубки, покрытой оксидом кальция . [2] Функционально три электрода были аналогичны электродам аудиона Ли де Фореста , но их расположение существенно отличалось. [2] В отличие от аудиона, который предназначался для демодуляции радиосигналов, лампа Либена была предназначена для усиления. Де Форест отметил чувствительность аудиона, но не пришел к выводу, что он может усиливать сигналы; это открытие было сделано почти одновременно Либеном и Эдвином Говардом Армстронгом . [24]
По конструкции клапан Либена представлял собой низковакуумный клапан с дополнительными функциями газоразрядной трубки , что делало его отдаленным предком тиратрона . [2] В клапане содержалась капля ртути , которая испарялась при нагревании. [2] Производственные трубки, изготовленные в период с 1914 по 1918 год, имели специальный стеклянный придаток, удерживающий ртуть. [25] Либен, как и де Форест, считал, что в токах клапанов преобладают ионы , а не электроны . [2] Заблуждение о преимуществах газонаполненных клапанов было развеяно в 1913 году Ирвингом Ленгмюром , который в 1915 году построил настоящий жесткий вакуумный клапан. [2] [21]
Клапан Либена успешно прошел испытания в качестве ретранслятора телефонной линии . [2] В 1912 году AEG , Felten & Guillaume, Siemens & Halske и Telefunken сформировали консорциум для продвижения изобретения в телефонной промышленности. [19] В феврале 1913 года Либен внезапно скончался от абсцесса железы, который, вероятно, был следствием его предыдущих травм, [26] и предприятие было расформировано. [19] Райс переехал в Берлин и начал производство клапанов Lieben на заводе AEG Kabelwerk Oberspree. [27] Позже в том же году Александр Мейснер из Telefunken применил свою теорию положительной обратной связи и использовал клапан Либена для создания радиопередатчика непрерывного действия. Создан прототип МейсснераВыходная мощность 12 Вт на длине волны 600 метров (около 500 кГц), передача амплитудно-модулированных радиотелефонных сигналов на расстояние до 36 км (22 мили). [2] [28] Это было первое успешное применение непрерывных колебаний для беспроводной телефонии. [2]
В межвоенный период Либен был прославлен в своей родной Австрии как ведущий изобретатель. В его честь были названы улицы ( нем . Liebenstrasse ) в Вене , [19] Амштеттене [29] и Берлине . [30] Либен был изображен на австрийской почтовой марке 1936 года, разработанной Вильгельмом Дахауэром и Фердинандом Лорбером. [31] Мемориал Либену в здании Radio Verkehrs AG в Вене был открыт в 1927 году и разрушен после аншлюса 1938 года . [19]
Историческая ценность клапана Либена спорна. По мнению Райнера цур Линде, это было не изобретение, а развитие существующих конструкций и идей Джона Амброуза Флеминга , Ли де Фореста, Артура Венельта и других. [32] Тем не менее, Линде согласился, что это важная веха в развитии телефонных технологий; Либен и его коллеги создали электронный усилитель — работающую альтернативу угольному микрофонному повторителю с низкими искажениями. [33]