Джеймс Уэст

Джеймс Уэст (англ. James West; род. 10 февраля 1931, округ Принс-Эдуард, Виргиния, США) — американский изобретатель и акустик, наиболее известный как соавтор конструкции электретного микрофона. Член Национальной академии инженерии США, лауреат Национальной медали США в области технологий и инноваций (2006).

Биография

Ранние годы и образование

Джеймс Эдвард Уэст родился 10 февраля 1931 года в округе Принс-Эдуард, штат Виргиния. Его отец работал на похоронном бюро, а мать была домохозяйкой. С раннего возраста Уэст проявлял интерес к науке и технике. В 1948 году он окончил среднюю школу в Фармвилле, после чего поступил в Университет Темпл в Филадельфии, где изучал физику. В 1953 году он получил степень бакалавра наук по физике.

Карьера в Bell Labs

В 1957 году Уэст устроился на работу в Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) — исследовательское подразделение компании AT&T. Он начал свою карьеру в отделе акустики, где занимался разработкой микрофонов и других звукозаписывающих устройств. В 1962 году совместно с коллегой Герхардом Сесслером (нем. Gerhard Sessler) он изобрёл электретный микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические сигналы с помощью электретного материала, сохраняющего постоянный электрический заряд. Эта разработка стала прорывом в области звукозаписи и звукоусиления, так как позволила создавать компактные, надёжные и недорогие микрофоны, пригодные для массового производства.

Уэст проработал в Bell Labs до 2001 года. За это время он получил более 50 патентов на различные изобретения, включая методы улучшения качества звука, конструкции микрофонов и системы шумоподавления. Он также внёс вклад в развитие медицинской акустики, в частности, в создание устройств для диагностики заболеваний уха.

Преподавательская деятельность

После ухода из Bell Labs в 2001 году Уэст начал преподавательскую карьеру. Он стал профессором в Школе инженерии Университета Джонса Хопкинса (Балтимор, Мэриленд). Он читал лекции по акустике, электронике и истории науки. Уэст также занимался популяризацией науки среди молодёжи, особенно среди представителей меньшинств, и был наставником для многих студентов.

Изобретение электретного микрофона

Принцип работы

Электретный микрофон основан на использовании электрета — диэлектрического материала, который способен длительное время сохранять электрическую поляризацию. В микрофоне такого типа звуковые волны воздействуют на мембрану, которая колеблется относительно неподвижного электрода. Электрет, встроенный в конструкцию, создаёт постоянное электрическое поле, что позволяет преобразовывать механические колебания в электрический сигнал без необходимости внешнего источника питания (в отличие от конденсаторных микрофонов, требующих фантомного питания). Однако в современных электретных микрофонах часто используется встроенный предусилитель, требующий небольшого напряжения.

История разработки

До изобретения Уэста и Сесслера основными типами микрофонов были угольные, динамические и конденсаторные. Угольные микрофоны были ненадёжны и имели низкое качество звука, динамические — громоздки и дороги, а конденсаторные требовали внешнего источника поляризующего напряжения. Задача создания компактного, дешёвого и высококачественного микрофона стояла перед инженерами Bell Labs.

В 1961 году Уэст и Сесслер начали экспериментировать с электретными материалами. Они обнаружили, что некоторые полимерные плёнки, например, тефлон (политетрафторэтилен), после обработки в электрическом поле могут сохранять заряд в течение длительного времени. В 1962 году они представили первый рабочий прототип электретного микрофона, который был запатентован в 1964 году (патент США № 3,118,022). Разработка быстро привлекла внимание производителей аудиооборудования, и к концу 1960-х годов электретные микрофоны начали массово выпускаться.

Значение изобретения

Электретный микрофон стал одним из самых распространённых типов микрофонов в мире. Он используется в:

• Бытовая электроника: мобильные телефоны, гарнитуры, диктофоны, видеокамеры, компьютеры.
• Профессиональная звукозапись: студийные микрофоны, радиовещание, концертное звукоусиление.
• Медицина: слуховые аппараты, устройства для аудиометрии.
• Промышленность: системы громкой связи, переговорные устройства, охранные системы.

Изобретение Уэста и Сесслера сделало возможным создание компактных и недорогих звукозаписывающих устройств, что способствовало массовому распространению аудиотехнологий. По оценкам, к началу XXI века более 90% всех производимых в мире микрофонов были электретными.

Награды и признание

За свою карьеру Джеймс Уэст получил множество наград и почётных званий. В 1995 году он был избран членом Национальной академии инженерии США. В 2006 году президент США Джордж Буш-младший вручил ему Национальную медаль в области технологий и инноваций — одну из высших наград США за вклад в науку и технику. В 2010 году он был включён в Национальный зал славы изобретателей (National Inventors Hall of Fame). Уэст также является почётным доктором нескольких университетов, включая Университет Темпл и Университет Джонса Хопкинса.

Вклад в науку и образование

Помимо изобретательской деятельности, Уэст активно занимался популяризацией науки и поддержкой молодых учёных. Он был одним из основателей программы «Bell Labs Summer Research Program for Minorities», направленной на привлечение студентов из числа меньшинств к научным исследованиям. После выхода на пенсию он продолжал читать лекции и участвовать в образовательных проектах. В 2018 году в его честь была названа премия «James West Award» за выдающиеся достижения в области акустики, присуждаемая Американским акустическим обществом.

Интересные факты

• Джеймс Уэст — афроамериканец, и его успех в науке стал символом преодоления расовых барьеров в США середины XX века.
• В 2013 году он был удостоен звания «Почётный житель» города Фармвилл, штат Виргиния, где он родился.
• Уэст продолжал активно работать и в возрасте старше 90 лет, занимаясь исследованиями в области акустики и консультированием молодых инженеров.

Источники

• James West. National Inventors Hall of Fame.
• U.S. Patent 3,118,022. Electroacoustic transducer. 1964.
• West, J. E. (2006). «The Electret Microphone: A Historical Perspective». Journal of the Acoustical Society of America.
• National Medal of Technology and Innovation — James West. United States Patent and Trademark Office.
• Biographical Memoir of James E. West. National Academy of Engineering.