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카를 페르디난트 브라운

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목차

1. 개요

카를 페르디난트 브라운은 독일의 물리학자이자 발명가로, 브라운관(CRT)과 브라운관 오실로스코프를 개발했으며 무선 전신 기술 발전에 기여했다. 마르부르크 대학교에서 교육받고 베를린 훔볼트 대학교에서 박사 학위를 받은 그는 금속-반도체 접합 정류 작용을 발견하고, 1897년 최초의 브라운관을 개발했다. 또한 라디오 개발에 기여하여 폐쇄된 동조 회로와 유도 결합을 도입했으며, 결정 검파기를 발명했다. 1909년에는 무선 전신 개발에 기여한 공로로 구글리엘모 마르코니와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 브라운은 제1차 세계 대전 중 미국에서 사망했으며, 그의 업적을 기려 정보디스플레이학회에서 칼 페르디난트 브라운 상을 제정했다.

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카를 페르디난트 브라운 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1909년의 브라운
출생일1850년 6월 6일
출생지풀다, 헤센 선제후국, 독일 연방
사망일1918년 4월 20일
사망지미국, 뉴욕, 브루클린
국적독일
직업공학자
발명가
로마자 표기Karl Ferdinand Braun
학력
모교마르부르크 대학교
베를린 대학교 (박사)
박사 지도 교수아우구스트 쿤트
게오르크 헤르만 퀸케
박사 제자레오니트 이사코비치 만델슈탐
알베르트 슈바이처
연구 및 업적
알려진 업적브라운관
브라운-르 샤틀리에 원리
결정 검파기
전위계
유도 결합 송신기
위상 배열
주요 공헌 분야무선 통신
텔레비전
연구 분야물리학
근무 기관카를스루에 대학교
마르부르크 대학교
스트라스부르 대학교
튀빙겐 대학교
뷔르츠부르크 대학교
고용주텔레풍켄
수상
수상노벨 물리학상 (1909년)

2. 생애

카를 페르디난트 브라운은 독일 풀다에서 태어나 마르부르크 대학교에서 교육받았고, 1872년 베를린 훔볼트 대학교에서 박사 학위를 받았다.[9] 1874년, 토마스학교에서 중등학교 교사로 일하던 중 라이프치히에서 점 접촉 금속-반도체 접합이 교류를 정류한다는 것을 발견했다.[9] 1895년 스트라스부르 대학교 물리학 연구소 소장 겸 물리학 교수가 되었다.

1897년, 최초의 브라운관(CRT)과 브라운관 오실로스코프를 개발했다.[10] 브라운관은 20세기 말 LCD 화면이 도입될 때까지 모든 TV, 컴퓨터 및 기타 화면 장치의 일부였던 완전한 전자식 텔레비전 개발의 초석이 되었다.[11] 독일어권 국가에서는 주로 "브라운관"(Braunsche Röhrede)이라고 불리며, 한국(브라운관)과 일본(ブラウン管일본어: ''Buraun-kan'') 등에서도 마찬가지이다.

라디오 개발 과정에서 무선 전신에도 참여했다. 1897년, 무선 개척자 대열에 합류했으며,[12][13] 주요 공헌으로는 송신기 생성 부분에 폐쇄된 동조 회로를 도입하고, 유도 결합을 통해 방사 부분(안테나)과 분리한 것, 그리고 나중에 수신 목적으로 결정을 사용한 것이 있다. 1898년경 결정 검파기를 발명했다. 1898년부터 무선 전신에 관심을 가지고 수년 동안 문제 해결에 전념했다. ''일렉트리션'' 등 과학 저널에 무선 주제로 많은 기고를 하여 잘 알려져 있다.[14] 1899년 "표면을 통한 무선 전기 신호 전송" 특허를 신청했고,[15] 같은 해 "축전기와 유도 코일을 이용한 전기 전신" 특허도 신청했다.

무선 장치 개발 선구자들은 도달 거리 한계에 부딪혔는데, 안테나를 스파크 갭에 직접 연결하면 심하게 감쇠된 펄스 열만 생성되어 진동이 멈추기 전에 몇 사이클만 있었다. 브라운의 회로는 코일과 라이덴 병 사이에서 에너지 손실이 적어 훨씬 더 오래 지속되는 진동을 제공했고, 유도 안테나 결합을 통해 방사체가 발전기에 더 잘 일치했다. 그 결과 더 강력하고 대역폭 소비가 적은 신호가 훨씬 더 먼 거리를 연결했다.

1905년 위상 배열 안테나를 발명했다. 노벨상 강연에서 세 개의 안테나를 배열하여 방향성 신호를 전송하는 방법을 설명했는데,[16] 이 발명은 레이더, 스마트 안테나, MIMO 개발로 이어졌다.

브라운의 영국 동조 특허는 구글리엘모 마르코니의 많은 동조 특허에 사용되었다. 마르코니는 브라운의 특허를 사용했고, 나중에 브라운에게 자신의 작업 일부를 "''빌렸다''"고 인정했다. 1909년, 브라운은 "무선 전신 개발에 대한 공헌"으로 마르코니와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 브라운은 스트라스부르 대학교에서 실험을 시작하여 42km 떨어진 무치히 시까지 연결했다. 1899년 봄, 동료 칸토르, 체넥과 함께 쿡하펜으로 가 북해에서 실험을 계속했다. 1900년 9월 24일, 62km 거리 헬리고란트 섬과 정기적으로 무선 전신 신호를 교환했고, 엘베 강의 등대선과 쿡하펜 해안 기지가 정기적인 무선 전신 서비스를 시작했다.

제1차 세계 대전 초기, 미국이 참전하기 전에 미국으로 가서 마르코니 사가 세이빌, 뉴욕의 텔레푼켄 무선국에 대해 제기한 특허 소송에서 피고 측 증인으로 출석했다. 미국 참전 후 구금되었지만 브루클린 내에서 자유롭게 이동할 수 있었다. 1918년 전쟁이 끝나기 전에 브루클린 자택에서 사망했다.[17][18]

3. 업적

카를 페르디난트 브라운은 독일 풀다에서 태어나 마르부르크 대학교에서 교육을 받았고, 1872년 베를린 훔볼트 대학교에서 박사 학위를 받았다. 1897년에는 최초의 브라운관(CRT)과 브라운관 오실로스코프를 개발했다.[10] 브라운관은 20세기 말 액정 디스플레이(LCD) 화면이 도입될 때까지 텔레비전, 컴퓨터 등 화면 장치의 일부로 사용되며 전자식 텔레비전 개발의 초석이 되었다.[11] 대한민국에서는 브라운관으로 불리며, 이는 독일어권 국가에서 "브라운관"(Braunsche Röhrede)이라고 불리는 것과 마찬가지이다.

라디오 개발 과정에서 무선 전신에도 참여한 브라운은 1897년 무선 개척자 대열에 합류했다.[12][13] 그의 주요 공헌은 송신기 생성 부분에 폐쇄된 동조 회로를 도입하고, 유도 결합을 통해 안테나와 분리한 것, 그리고 수신 목적으로 결정을 사용한 것이다. 1898년경 결정 검파기를 발명했고, 1899년에는 "표면을 통한 무선 전기 신호 전송" 특허를 신청했다.[15]

브라운의 영국 동조 특허는 구글리엘모 마르코니의 특허에 사용되었다. 마르코니는 나중에 브라운에게 자신의 작업 일부를 "빌렸다"고 인정했다. 1909년, 브라운은 "무선 전신 개발에 대한 공헌"으로 마르코니와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다.

3. 1. 반도체 연구 및 정류 작용 발견

1874년, 브라운은 라이프치히의 토마스학교에서 중등학교 교사로 일하면서 점 접촉 금속-반도체 접합이 교류를 정류한다는 사실을 발견했다.[9] 그러나 이 효과는 1835년에 이미 피에테르 사무엘 뮨크가 Annalen der Physik und Chemie에 기술했으며,[20][21] 아서 슈스터는 전선 표면의 산화구리 피막에 정류 작용이 있음을 발견했다.

옴의 법칙에서 얻어지는 "저항"이 비선형인 경우에 대한 논문을 발표했고, 전위계 등을 발명했다.

3. 2. 브라운관(음극선관) 발명

1897년, 브라운은 최초의 브라운관(CRT)과 브라운관 오실로스코프를 개발했다.[10] 브라운관은 20세기 말 액정 디스플레이(LCD) 화면이 도입될 때까지 모든 TV, 컴퓨터 및 기타 화면 장치의 일부였던 완전한 전자식 텔레비전 개발의 초석이 되었다.[11] 독일어권 국가에서는 여전히 주로 "브라운관"(Braunsche Röhrede)이라고 불리며, 한국(브라운관)과 일본(ブラウン管일본어: ''Buraun-kan'')과 같은 다른 국가에서도 마찬가지이다.

브라운관은 텔레비전과 컴퓨터의 영상 장치로서 20세기 근대 문명을 상징하는 문명 기구로서 전 세계 사람들에게 사랑받았으나, 2000년대에 들어 액정 디스플레이, 발광 다이오드, 플라즈마 디스플레이와 같은 디스플레이 장치가 점차 대체하기 시작했다.

3. 3. 무선 전신 기술 개발

1897년, 브라운은 무선 전신 연구에 참여했다.[12][13] 그의 주요 공헌은 송신기 생성 부분에 폐쇄된 동조 회로를 도입하고, 유도 결합을 통해 안테나와 분리한 것, 그리고 수신 목적으로 결정을 사용한 것이다. 1898년경, 그는 결정 검파기를 발명했다. 브라운은 무선 주제에 대해 광범위하게 저술했으며, ''일렉트리션'' 및 기타 과학 저널에 많은 기고를 했다.[14] 1899년, 그는 "표면을 통한 무선 전기 신호 전송" 특허를 신청했고,[15] "축전기와 유도 코일을 이용한 전기 전신" 특허도 신청했다.

무선 장치 개발 초기에는 도달 거리 한계에 부딪혔다. 안테나를 스파크 갭에 직접 연결하면 심하게 감쇠된 펄스 열만 생성되어 진동이 몇 사이클 만에 멈췄다. 브라운의 회로는 코일과 라이덴 병 사이에서 에너지 손실이 적어 더 오래 지속되는 진동을 제공했다. 유도 안테나 결합은 방사체가 발전기와 더 잘 일치하게 했다. 그 결과 더 강력하고 대역폭 소비가 적은 신호가 훨씬 더 먼 거리를 연결했다.

브라운은 1905년 위상 배열 안테나를 발명했다. 그는 노벨상 강연에서 세 개의 안테나를 배열하여 방향성 신호를 전송하는 방법을 설명했다.[16] 이 발명은 레이더, 스마트 안테나, MIMO 개발로 이어졌다.

구글리엘모 마르코니는 브라운의 영국 동조 특허를 사용했다. 마르코니는 나중에 브라운에게 자신의 작업 일부를 "빌렸다"고 인정했다. 1909년, 브라운은 마르코니와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 브라운은 스트라스부르 대학교에서 실험을 시작했고, 얼마 지나지 않아 42km 떨어진 무치히 시까지 연결했다. 1899년 봄, 브라운은 동료들과 함께 북해의 쿡하펜에서 실험을 계속했다. 1900년 9월 24일, 62km 거리의 헬리고란트 섬과 정기적으로 무선 전신 신호가 교환되었다. 엘베 강의 등대선과 쿡하펜의 해안 기지가 정기적인 무선 전신 서비스를 시작했다.

4. 노벨 물리학상 수상 (1909년)

1909년, 카를 페르디난트 브라운은 구글리엘모 마르코니와 함께 "무선 전신 개발에 대한 공헌"으로 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[16] 브라운의 주요 공헌은 송신기 생성 부분에 폐쇄된 동조 회로를 도입하고, 유도 결합을 통해 방사 부분(안테나)과 분리한 것, 그리고 나중에 수신 목적으로 결정을 사용한 것이다. 1898년경, 그는 결정 검파기를 발명했다. 1899년에는 "표면을 통한 무선 전기 신호 전송"과 "축전기와 유도 코일을 이용한 전기 전신"에 대한 특허를 신청했다.[15]

무선 장치를 개발하는 선구자들은 도달 거리의 한계에 부딪혔는데, 안테나를 스파크 갭에 직접 연결하면 심하게 감쇠된 펄스 열만 생성되었기 때문이다. 브라운의 회로는 코일과 라이덴 병 사이에서 에너지 손실이 적어 더 오래 지속되는 진동을 제공했고, 유도 안테나 결합을 통해 방사체가 발전기에 더 잘 일치했다. 그 결과 더 강력하고 대역폭 소비가 적은 신호가 훨씬 더 먼 거리를 연결했다.

브라운은 1905년 위상 배열 안테나를 발명했는데, 노벨상 강연에서 세 개의 안테나를 배열하여 방향성 신호를 전송하는 방법을 설명했다.[16] 이 발명은 레이더, 스마트 안테나, MIMO의 개발로 이어졌다.

그는 스트라스부르 대학교에서 실험을 시작하여 42km 떨어진 무치히 시까지 거리를 연결했다. 1899년 봄, 동료들과 함께 북해의 쿡하펜에서 실험을 계속했고, 1900년 9월 24일에는 헬리고란트 섬과 62km 거리에서 정기적으로 무선 전신 신호를 교환했다. 엘베 강의 등대선과 쿡하펜의 해안 기지가 정기적인 무선 전신 서비스를 시작했다.

5. 특허

1899년, 브라운은 "표면을 통한 무선 전기 신호 전송"이라는 특허를 신청했다.[15] 또한 같은 해에 "축전기와 유도 코일을 이용한 전기 전신"에 대한 특허를 신청했다고 알려져 있다. 브라운의 영국 동조 특허는 구글리엘모 마르코니가 그의 많은 동조 특허에 사용했으며, 마르코니는 브라운의 특허를 사용했음을 인정하기도 했다.

브라운이 출원한 미국 특허는 다음과 같다.

특허 번호특허명(한국어 번역)특허명(원문)
미국 특허 제750,429호표면을 통한 무선 전기 신호 전송Wireless Electric Transmission of Signals Over Surfaces
미국 특허 제763,345호전기 회로의 조정 및 조율 수단Means for Tuning and Adjusting Electric Circuits


6. SID 칼 페르디난트 브라운 상

정보디스플레이학회는 1987년에 디스플레이 기술 분야에서 뛰어난 기술적 성취를 이룬 사람에게 수여하는 카를 페르디난트 브라운 상을 제정했다.[19]

참조

[1] 웹사이트 Ferdinand Braun: Father of the Phased Array & CRT - Mini-Circuits Blog https://blog.minicir[...] 2024-03-11
[2] 서적 Low Frequency Radio Astronomy and the LOFAR Observatory Springer
[3] 웹사이트 The Scientist who World War I wrote out of history http://www.historyis[...] 2014-03-02
[4] 웹사이트 The Scientist who World War I wrote out of history https://www.historyi[...] 2014-03-02
[5] 뉴스 Mit Nobelpreisträger Karl Ferdinand Braun begann das Fernsehzeitalter https://www.welt.de/[...] 2022-06-09
[6] 간행물 2009 European Microwave Conference (EuMC)
[7] 웹사이트 Karl Ferdinand Braun: Der Wegbereiter des Fernsehens | BR Wissen https://www.br.de/wi[...] 2022-06-07
[8] 웹사이트 Siegeszug des Fernsehens: Vor 125 Jahre kam die Braunsche Röhre zur Welt https://www.geo.de/w[...] 2022-06-09
[9] 논문 Ueber die Stromleitung durch Schwefelmetalle https://books.google[...]
[10] 논문 Ueber ein Verfahren zur Demonstration und zum Studium des zeitlichen Verlaufs variabler Ströme https://archive.toda[...]
[11] 웹사이트 The Simple Invention That Made Television Possible https://www.thoughtc[...]
[12] 텍스트
[13] 특허 Patent DRP 111788 1989
[14] 서적 The Wireless Age, Volume 5 https://books.google[...]
[15] 서적 The Electrical engineer, Volume 23 https://books.google[...]
[16] 웹사이트 Karl Ferdinand Braun – Nobel Lecture: Electrical Oscillations and Wireless Telegraphy https://www.nobelpri[...] 2013-09-28
[17] 웹사이트 Ferdinand Braun – A pioneer in wireless technology and electronics https://www.emeriti-[...] 2022-06-09
[18] 웹사이트 Ferdinand Braun | German physicist https://www.britanni[...] 2023-06-02
[19] 웹사이트 Karl Ferdinand Braun Prize https://www.sid.org/[...] Society for Information Display 2022-06-09
[20] 서적 A History of the World Semiconductor Industry IET 1990
[21] 논문 Annalen der Physik und Chemie J.A. Barth 1835


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