Elihu Thomson

Thomson velice úzce spolupracoval s vedoucím katedry a pozdějším dlouholetým partnerem Edwinem J. Houstonem. Již v roce 1871 Thomson publikuje společně Hustonem odbornou stať z oboru elektrotechniky v prestižním Journal of the Franklin Institute, ve které jsou shrnuta pozorování šíření elektrických vln prostorem. V následujících letech společně pokračují s experimenty a stanou se prvními, kteří veřejně potvrzují teorii Maxwellových rovnic. Na této práci se ukázala Thomsonova intuice, se kterou předpověděl bezdrátový přenos před Hertzovými experimenty s magnetickými vlnami a Marconiho bezdrátovým telegrafem.[3][4][5][6]

V roce 1873 publikoval Thomson svůj další významný článek ve Philadelphia Medical Times s názvem „On the Inhalation of Nitrous Oxide, Nitrogen, Hydrogen, and other Gases and Gaseous Mixtures“ (tj. Inhalace oxidů dusíku, dusíku, vodíku a jiných plynů a směsí), který byl podkladem pro jeho pozdější práci související s potápěním a prací pod kesonem.[6]

O tři roky později, tedy v roce 1877 (1876[2]) získal magisterský titul a byl jmenován profesorem chemie a mechaniky. Svou činorodou činností se dotkl mnoha oborů, mj. předpověděl způsob elektrického odporového svařování, který si později nechal patentovat, věnoval se elektropneumatickému vhánění vzduchu do varhan, odstředivce na mléko[7] a dalším. Několik semestrů přednášel na Franklin Institute (tj. Franklinově ústavu).[6]

Thomson se zaměřil i na „seriózní“ elektrická zařízení jako např. alternátory, systémy osvětlení a elektrických lamp, apod. V roce 1879 spolu s Houstonem sestavili alternátor s třífázovými vinutím, které si nechali patentovat[8] v roce 1880. Vynález alternátoru, které bylo určeno pro systém osvětlení pekárny ve Filadelfii, si Thomson velmi cenil jako elektrického zdroje velkých možností.[9]

V roce 1880 Thomson ukončil svoji činnost na Central High School, aby se věnoval elektrotechnice ve společnosti American Electric Company, kterou byla zřízena v témže roce jako nabyvatel Thomsonových a Houstonových patentů.[10]

Transformátor konstantního proudu

Završením komerčního úspěchu osvětlovacího systému elektrického oblouku konkurenta Brushe, Thomson s Houstenem urychleně dokončili vývoj vlastního spolehlivého obloukového osvětlení. Během jeho vývoje si nechali si patentovat v roce 1881 regulátor konstantního proudu[11], objevili způsob dmýchání vzduchu pro zabránění či prevenci zhášení hořícího elektrického oblouku[12] v roce 1882 a o rok později použili stykač[13], který využíval magnetické pole ke zhášení elektrického oblouku.[9] Na jeho základě pak přišel Thomson s dalším patentem[14] na jistič pro osvětlení v roce 1885.[15]

V roce 1882, na návrh Charlese A. Coffina z Lynn v Massachusetts, založili společnost Thomson–Houston Company, na kterou převedli veškerá aktiva z American Electric Company. Za další rok přesunuli veškerou výrobní činnost do Lynn a Coffinovi přenechali vedení společnosti, tím si Thomson uvolnil ruce pro vědu a výzkum.[10][15]

Společnost Thomson–Houston Company se rychle rozvíjela, v roce 1884 zaměstnávala téměř 200 pracovníků a v roce 1892, kdy se společnost spojila s konkurenční Edisonovou společností General Electric Company za vzniku General Electric,[2][16][17] měla již 4000 zaměstnanců. Po fúzi se Coffin stal prvním prezidentem společnosti. Velký podíl na rozvoji společnosti měl i Thomsonův důraz na aplikovaný výzkum.[15]

Velmi významným Thomsonovým objevem byl spínač pro velmi velké proudy. Thomson tak získal univerzální způsob distribuce střídavého proudu za pomocí transformátorů. Jeho konstrukci popsal již v roce 1878 a o rok později jej i zkonstruoval na půdě Franklinova institutu. Patentovou přihlášku popisující distribuční síť střídavého proudu podal až v roce 1885. Důvodem pro odložení podání přihlášky byla Thomsonova obava o bezpečnostní prvky při používání střídavého proudu. Patent[18] pro distribuční síť mu byl udělen z důvodu obdobných prací Gaularda, Gibbse, Brushe a dalších až v roce 1902. V době udělení patentu, však došlo k tomu, že patent pokrýval veškerou – do té doby vybudovanou – elektrickou distribuční síť v USA. Nebylo proto překvapením, že došlo k soudnímu zrušení platnosti patentu.[19]

K významným objevům, které se používají dodnes, se řadí i vynález odporového svařování[20] z roku 1886. Principem bylo roztavení dvou ploch teplem vznikajícím odporovým kontaktem mezi nimi a jejich vzájemným spojením za působení tlakové síly. Takto způsobem bylo možné a lze bezešvě svařovat trubky, přivařovat žhavicí vlákna a elektrody v lampách a vakuových trubicích, spojovat plechy v automobilovém průmyslu, atd.[19] Pro společnost Thomson Electric Welding Company zakoupil Thomson práva i na DeMeritensův patent obloukového svařování pro USA.[21]

Indukční wattmetr

Do pole Thomsonových vynálezů pro měření elektrických veličin spadá i indukční wattmetr[22] z roku 1889, za který na pařížské výstavě v roce 1890 Thomson získal cenu 10 000 franků.[23][24]

Poté se začal zajímat o vysokofrekvenční problematiku a nechal si patentovat[25] alternátor s pracovní frekvencí 30 až 40krát vyšší než v té době běžně používané. Na tomto vědeckém poli zůstal a pokusil se o sestavení vysokofrekvenčních transformátorů. V roce 1893 objevil postup transformace střídavého proudu o vysoké frekvenci ze stejnosměrného proudu, který hrál významnou roli při bezdrátovém přenosu. Obdobný postup navrhl – nezávisle na Thomsonovi – i Dán Valdemar Poulsen, tzv. Poulsenův oblouk nebo obloukový měnič.[24]

Po objevu rentgenového záření v roce 1895 Röntgenem se Thomson začal věnovat i tomuto fenoménu a v roce 1897 provedl první aplikaci, která znamenala velký krok kupředu při využití rentgenového záření v lékařství.[2][24]

Mezi jeho významné vynálezy nelze opomenout elektrickou odporovou pec[26](1894), automobilový tlumič (1894) založený na obdobném principu jako tlumič Hiram Percy Maxima, vysokotlaké parní zařízení[27] (1903).

V oboru chemie nejenom začínal - jako učitel - ale v průběhu svého života se chemii věnoval, publikoval sérii článků o zkapalnění vzduchu (1906), činil pozorování uhlíku v grafitu a později (1934) také vyvinul Pyrexové sklo.[28]

V roce 1902 si nechal patentovat[29] způsob výroby křemíkových trubiček, který pak vedl na vývoj křemíkových destiček pro teleskopická zrcadla. Postupně vyrobil teleskopické zrcadlo pro observatoř Mount Wilson, na žádost Halea křemíkové zrcadlo pro pětimetrový teleskop v observatoři Palomar.[30]

Od roku 1894 působil jako profesor elektrotechniky na MIT a v letech 1920 až 1922 také jako jeho výkonný prezident.[17][31]

Thomsonův dům

I přes vysoké pracovní nasazení a široký vědecko-výzkumný záběr měl Thomson rád bohatý rodinný život.[32] V roce 1884[33] se oženil s Mary L. Peckovou (1. června 1856, New Britain, Hartford County, Connecticut – 1916), se kterou měl čtyři syny Stuarta (13. srpen 1886 – 23. březen 1919[34]), Rolanda Davise (17. června 1888 – ?), Malcolma (30. srpna 1891 – ?) a Donalda Thurstona (10. dubna 1893 – ?).[35] O osm let později, 4. ledna 1923 se oženil se svou druhou ženou Clarissou Hoveyovou z Bostonu.[33]

Thomson bydlel se svou rodinou v domě na Monument Avenue 22, ve Swampscottu, ve státě Massachusetts, ve kterém měl excelentní dílnu a observatoř.[33] Thomson v tomto domě také zemřel 13. března 1937 ve věku osmdesáti čtyř let po dlouhé nemoci.[36] O sedm let později nabídla jeho rodina tento dům jako památník městu Swampscott. Dům byl v roce 1976 označen jako U.S. National Historic Landmark (tj. Národní historická pamětihodnost Spojených států).[37]

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Elihu Thomson na Wikimedia Commons
• (anglicky) IEEE Legacies
• (anglicky) Elihu Thomson Papers
• (anglicky) Elihu Thomson Talks About Discovering an Interest in Engineering 1932 na YouTube
• (anglicky) Elihu Thomson House