Verslagen Radiocafé

22 november 2016: De Coherer - Teylersmuseum Haarlem

Samen met Vok Keijsper naar het Teylersmuseum in Haarlem om te praten over coherer-ontvangers. Ik had telefonisch een uitnodiging gekregen van de heer Alkemade, die mij liet weten dat hij de experimenten van Hertz wilde demonstreren waarmee werd bewezen dat lang geleden elektromagnetische golven zich met dezelfde golfbeweging voorplanten als het licht.

Maar er waren toch nog wat vragen, die men met mij wilde doornemen. Ik had dan ook gelijk een afspraak gemaakt, Natuurkunde was vroeger op school een vak waar ik regelmatig op mijn overgangsrapport een meer dan ruime voldoende  kreeg. Maar dat betekende wel dat voor ik naar Haarlem zou afreizen, toch eerst nog wat oude schoolboeken moest doornemen. De meeste gegevens vond ik echter in het boek geschreven door Dr. Bernard Baris over Docteur Edouard Branly; Quand la radio faisait des étincelles. Branly gaf zijn radioconducteur (ontvanger) de naam Coherer en gebruikte op 24 november 1890 voor het eerst de naam "radio". Alhoewel de Engelsman Lodge deze naam al eerder had genoemd in een beschrijving van zijn experiment.

Hertz had aangetoond dat de elektromagnetische golven dezelfde verschijnselen van terugkaatsing, breking en absorptie vertonen als de lichtgolven. Men had om deze proef uit te voeren twee parabolische gebogen platen gebruikt: één waar in het brandpunt de vonkbrug zal worden opgesteld, die verbonden wordt met de secundaire van een inductor van Rumkorff. Het slechts laten overspringen van een vonk is onvoldoende als er geen resonator tussen de bollen van de vonkbrug wordt geplaatst. Dat is een afgestemde unit bestaande uit twee metalen bollen verbonden door enige windingen koperdraad. De metalen bollen zijn de condensator (een bol met een doorsnede van 2 cm bevat één capaciteit) en de draadwikkeling is het inductieve deel.

Zonder deze resonator is de vonk te vergelijken met een steen die in het water gegooid slechts een plons laat horen en nauwelijks enige begrijpelijke golven veroorzaakt. De tweede parabolische gebogen plaat die op afstand recht tegenover de parabolische plaat staat is in het brandpunt voorzien van een eclateur. Een afgestemde ontvang inrichting middels twee koperen stangen met twee kleine bolletjes die vrij kort naar elkaar toe gericht zijn. Als die een lading ontvangen springen kleine vonkjes over.

Stel dat we op de plaats van de vonkbrug een lichtbron hadden geplaatst dan zou indien de parabolische plaat een spiegel zou zijn geweest de lichtbundel evenwijdig aan de as van de parabool terug gekaatst worden. Verplaatsen we de parabool door een kleine verdraaiing dan valt het licht ernaast. Evenzo als dat met proeven gebeurde met de elektromagnetische golf, waarmee bewezen is dat deze golven zich als licht gedragen.

Hertz is maar 37 jaar geworden en overleden in 1894, juist in de periode dat de coherer opgang deed. Een hele verbetering ten opzichte van de gebruikelijke eclateur.  Het is een glazen buisje waarin tussen twee verstelbare contacten metaal vijlsel is aan gebracht, meestal nikkel maar ijzer werkt net zo goed.

De coherer heeft in rust een vrij hoge weerstand, echter als daar een hoogfrequente stroom door vloeit, klonteren door inwendige vonken de metaa deeltjes aan elkaar en heeft de coherer een lage weerstand. Voor een volgend binnenkomend signaal moet de coherer losgeklopt worden om weer een verhoogde weerstand te verkrijgen. De glazen buis hoeft niet luchtledig gepompt te worden wat wel zo gemakkelijk is bij het zelf maken van zo’n coherer.

Zover ik begreep uit het telefoongesprek wilde men in het museum eenzelfde opstelling maken met gebruik van een coherer, maar de voorhanden zijnde coherers werkten niet. Een werd zelfs heet. Dat maakte mij begrijpelijk erg nieuwsgierig.

Bijtijds kwamen we aan bij Teylers museum. Een parkeergarage is daar pal om de hoek zodat we nog geen vijftig meter moesten lopen. Ik had een vrij zware koffer bij me met mijn vonkzender en bijbehorende benodigdheden en dus wel zo prettig vrijwel voor de deur te kunnen parkeren.

Het viel mij op dat het erg druk was met bezoekers en ik hoopte dat we onze proeven niet tussen de bezoekers moeten uitvoeren. Voorgaande ervaringen met pacemakers die ontregeld raakten met verstrekkende gevolgen, klapperende gebitten vanwege detectie in mangaan vullingen, telefoons en gehoorapparaten die aangestuurd werden door de hoge spanningen en onbruikbaar werden. Reden voor mij om altijd voordat we met een lezing beginnen, allereerst met een bord rond te gaan met de waarschuwing LEVENSGEVAARLIJK ZEER HOGE SPANNING.

Ach het viel meestal achteraf wel mee, hier en daar een schok of steil omhoog staand haar. Maar een gewaarschuwd mens telt voor twee. Een receptioniste stuurde ons naar de bibliotheek om daar te wachten op de heer Fons Alkemade, die zij zou waarschuwen. 

Precies op de afgesproken tijd kwam Fons binnenlopen, we troffen gelijk de heer Ewie de Kuijper die twee Coherers heeft gemaakt volgens Branly en die we later zouden testen. Tijd om eerst even kennis te maken en een kop koffie te drinken. Al snel bleek dat wij niet de enige waren om over te proefneming te spreken en kennis uit te wisselen.

Ook met Seb Blommaart was al eerder contact gemaakt en die had een prachtige coherer geleverd. Wij kennen hem van de prachtige replica’s die hij maakt en niet van echt te onderscheiden zijn. Niet te vergeten uit Purmerend Jaap Slikker, die origineel materiaal heeft uitgeleend aan het museum, waaronder een snel relais, dat voor de proef nodig is. Na de koffie zijn we door het museum gelopen, waarbij wij via de fossielen, de machine van Marum met de grote Leidsche Flessen de spiegel die je een hand kan geven uiteindelijk bij een lift kwamen  die ons naar een hogere verdieping bracht waar wij terecht kwamen in een werkplaats. Daar maakten we ook kennis met Trienke van der Spek hoofdconservator wetenschap die ons succes wenste met de test.

Daar op een grote tafel een opstelling zoals Hertz dat had beschreven. Twee parabolische spiegels op korte afstand tegen over elkaar. De zender was voorzien van een vonkbrug aangesloten op een Rumkorff-inductor die zoals mij werd verteld 40 kVolt af kan geven. Dat was ook te zien aan de grote afstand van de vonkbollen. Dus energie genoeg om de in de tegenover opgestelde spiegel de daarin geplaatste coherer in werking te brengen en daarmee het snelrelais van Jaap Slikker, middels een in serie geschakelde batterij te bekrachtigen.

Helaas er gebeurde niets. Beide door de heer de Kuijper meegebrachte zelf gebouwde  coherers werkten zonder meer op een gasaansteker dus daar mankeerde het niet aan. Met de door mij meegebrachte vonkzender was het ook mogelijk deze coherers te laten werken. Maar het anker van het relais werd niet aangetrokken. Vergroten van de batterijspanning gaf geen verbetering en ik denk dat daardoor al eerder een coherer heet is geworden en voor eeuwig in slaap is gesukkeld.

Het is trouwens van belang om een zo gering mogelijke stroom te laten lopen door de coherer,  zelfs beter nog hoogfrequent smoorspoelen in het circuit te plaatsen, zodat voor het hoogfrequent signaal alleen maar een weg geopend kan worden door de coherer. Ach dat zal wel al eerder beproefd zijn. In de beschrijving van Dr. Branly staat dat er een resonator gebruikt moet worden in de zender of anders gezegd een afgestemde serie kring om zo een betere overdracht te verkrijgen. Nu is de vonkzender die ik gebruik voorzien van een spoel in serie met een Leidsche fles condensator van 150 cm afgestemd op 2 Megahertz.

Zie ook verslag radiocafé 6 juni 2012 waar foto’s te zien zijn van eerdere proeven met de T-Ford vonkzender.

Maar ook hiermee was geen succes te behalen. De oorzaak werd gevonden in het gebruikte relais van Jaap Slikker. Een prima en origineel apparaat dat bij nadere beschouwing niet goed was afgesteld. Het is een relais met een maakcontact en met een anker dat zo is geconstrueerd dat het met een magneet aangetrokken kan worden. Deze magneet is zodanig gemonteerd dat deze meer of minder naar het magneetanker geschoven kan worden. Zelfs zover dat het anker wordt aangetrokken.

Deze magneet moet zover naar het anker geschoven worden dat het relaisanker net niet wordt aangetrokken. Een zwakke gelijkstroom door de relaisspoel is dan voldoende om het anker aan te trekken. Op deze wijze is de gevoeligheid vergroot. De polariteit van de benodigde batterij moet in de juiste richting aangesloten worden. Bij verkeerd aansluiten werkt het niet omdat het anker dan juist zich afstoot van de magneet. Na de magneet goed te hebben afgesteld hadden wij in zekere zin al vooruitgang gemaakt. Met een gemoduleerd signaal van mijn vonkzender was het mogelijk beweging te verkrijgen in het relais. Maar we missen nog de klopper die de coherer terug brengt in de oude stand. Ook de zender verdient aandacht en er zal toch een resonator of een andere afstemming in de vorm van een seriekring gebruikt moeten worden. Hertz werkte met een frequentie van ongeveer 56 Megahertz.

Echter voor de beoogde proef van Hertz is het beter een eclateur te gebruiken, die bij ontvangst slechts wat vonken laat zien. Het lijkt mij moeilijk om een coherer compleet met klopper in de parabolische spiegel aan te brengen of men moet genoegen nemen met slechts het feit dat een signaal verstuurd kan worden en een verbinding wordt gemaakt.

Het gaat er bij deze proef om dat we niet alleen een rechtlijnige verbinding kunnen maken, maar middels een spiegel of beter nog een prisma kunnen aan tonen  dat de radiofrequentie net als licht een andere kant op gestuurd kan worden. Er is nog wel enig werk nodig om de juiste opstelling te maken.

Voor ons tijd om deze bijeenkomst af te sluiten, we namen afscheid van Ewie de Kuijper. Beneden in de kantine van het museum bood Fons Alkemade ons nog een lunch aan alvorens wij weer richting Alkmaar vertrokken.

Een leuke maar vooral een zeer leerzame middag die wij mochten meemaken. Mooi op tijd thuis om ‘s avonds naar Zaandam te kunnen vertrekken om een lezing van John Hupse te kunnen volgen over Edison.

Piet van Schagen Rt