Oskar Heil

Oskar Heil (Langwieden (Rijnland-Palts), 20 maart 1908 – 15 mei 1994) was een Duits elektrotechnisch ingenieur en uitvinder. Hij studeerde natuurkunde, scheikunde, wiskunde en muziek aan de Georg-August Universiteit te Göttingen en promoveerde in 1933 voor zijn werk aan moleculaire spectroscopie.

Persoonlijk leven

Aan de Universiteit Georg-August in Göttingen ontmoette hij Agnesa Arsenjeva (1901–1991), een veelbelovende jonge Russische natuurkundige die daar eveneens promoveerde en die gewerkt had onder professor Dmitri Roschanski (1882–1936). Ze trouwden in 1934 in Leningrad (Sovjet-Unie).

Samen verhuisden ze naar het Verenigd Koninkrijk om er te werken in het Cavendish Laboratory van de Universiteit van Cambridge. Op 2 maart 1934 vroeg Oskar Heil een patent aan voor „Improvements in, or relating to electrical amplifiers and other control arrangements and devices” (British Patent No. 439457), waarin hij op capaciteit werkende stuurelektroden aan halfgeleiders voorstelde. Hiermee was hij betrokken bij de ontwikkeling van de veldeffecttransistor.

Op een reis door Italië, schreven zij te Bormio een baanbrekend wetenschappelijk document over het genereren van microgolven, dat in 1935 in Duitsland werd gepubliceerd in het Zeitschrift für Physik (Tijdschrift voor Fysica). Vervolgens reisde Agnesa met haar man terug naar Rusland om dit werk verder te zetten verder aan het Natuurkundig-Scheikundig Instituut te Leningrad (FISTECH). Haar onderzoek bleef er zonder succes. Weldra keerde Oskar Heil alleen terug naar het Verenigd Koninkrijk. Aangezien Agnesa werkte aan iets wat in de Sovjet-Unie een zeer gevoelig onderwerp was, mocht ze daardoor het land niet verlaten. In Groot-Brittannië werkte Oskar Heil voor Standard Telephone and Cables en andere bedrijven aan de ontwikkeling van de magnetronbuis.

Aan het begin van de Tweede Wereldoorlog keerde hij terug naar Duitsland via het neutrale land Zwitserland. Hij werkte tijdens de oorlog in het radiobuizenlaboratorium van de firma C. Lorenz AG in Berlijn-Tempelhof aan een magnetrongenerator.

In 1947 werd Heil uitgenodigd naar de Verenigde Staten. Nadat hij wetenschappelijk werk had verricht en in de industrie had gewerkt, begon hij in 1963 te Belmont, Californië met een eigen bedrijf met de naam Heil Scientific Labs Inc. Agnesa bleef in de Sovjetunie tot haar overlijden in 1991.

Magnetron vacuümbuis

In het baanbrekende document door Oskar Heil en Agnesa Arsenjeva-Heil ontwikkelden zij het concept van de snelheidsgemoduleerde buis, waarin elektronenstraling kan worden „gebundeld”, zodat deze met een redelijke efficiëntie radiogolven kan voortbrengen, met een aanzienlijk hogere frequentie dan met de conventionele vacuümbuizen / radiobuizen mogelijk was. Dit resulteerde in de productie van de „Heil tube”, de eerste werkelijk bruikbare microgolfgenerator. De Heil tube bestond dus enigszins vóór de klystron en de reflex-klystron uitgevonden werden, die op hetzelfde werkingsprincipe gebaseerd zijn. Dit waren belangrijke mijlpalen in de ontwikkeling van de microgolftechnologie (vooral radar). Snelheidsgemoduleerde buizen worden tot op heden nog steeds veel gebruikt.

Field-effect transistor

Heil wordt ook vermeld als de uitvinder van een vroeg transistorachtig apparaat, gebaseerd op een aantal patenten die aan hem werden uitgegeven.

JFETs: The New Frontier luidt: Field-effect transistors (FET’s) bestaan al geruime tijd. In feite werden ze reeds uitgevonden voor de bipolaire transistoren. Althans in theorie. Het basisprincipe van de FET is bekend sinds J. E. Lilienfelds patent uit 1930 in de Verenigde Staten, en Oscar Heil in een Brits octrooi in 1935 de mogelijkheid beschreef om de weerstand in het halfgeleidermateriaal met een elektrisch veld te regelen.

Air Motion Transformer

In Aus seinen Untersuchungen der grundlegenden Charakteristiken des menschlichen Gehörs, und nicht etwa der abstrakten Theorie, wie ein Lautsprecher arbeiten sollte, entwickelte er das Grundprinzip des Air Motion Transformers, das er sich 1969 patentieren Hij was ook de uitvinder van de „luchtbewegingstransformer” (Air Motion Transformer, AMT) in de luidsprekertechnologie. Hiervoor baseerde hij zich niet op de abstracte theorie over hoe een luidspreker zou moeten functioneren, maar op zijn onderzoek naar de basiskenmerken van het menselijke gehoor. Hij liet de Air Motion Transformer paregeren in 1969, en deze werd beroemd door de AMT1-luidspreker van ESS in de vroege jaren 1970.

Het membraan van de AMT is gemaakt van een mylar (plastic) lint, verbonden met geleidende aluminiumplaatjes. Het heeft dezelfde oppervlakte als gebruikelijke conische middenbereik-luidsprekers van zeven inch, maar is in „accordeon”-vorm gevouwen tot een compact anderhalve inch groepering voor puntbron dispersie. Het lichte membraan wordt in een dipolair magnetisch veld gehangen. Wanneer het elektrische signaal door de aluminiumplaatjes stroomt, zorgen de blaasbalg-achtige bewegingen van de gevouwen plaatjes voor vijf keer meer luchtbeweging dan in een conventionele conische luidspreker. Deze versnelling van de luchtbeweging zorgt voor een betere geluidsweergave met hoog dynamisch bereik en met een breed frequentiebereik.

Weblinks

• Heil tube example (manufacturer STC)
• Oscar Heil Aulos Loudspeakers

Bronvermelding

Bronnen, noten en/of referenties:

• Agnes Arsenjewa, Über den Einfluß des Röntgenlichtes auf die Absorptionsspektra der Alkalihalogenidphosphore, PhD thesis, 1929.
• Oskar Heil, Auslöschung und Überführung von Resonanzserienspektren ins Bandenspektrum durch Gaszusatz, PhD thesis, 1932.
• A. Arsenjewa-Heil en O. Heil, Eine neue Methode zur Erzeugung kurzer, ungedämpfter, elektromagnetischer Wellen großer Intensität, Zeitschrift fur Physik, Vol. 95, Nos. 11-12 (November 1935), pp. 752–762.

  Intertaalkoppelingen via Wikidata (via reasonator)