The Harmonic Analyser
1878 · Fourier Analysis · Werk 642 von 1.871
The inverse machine, a tracing stylus on a carriage guided by hand along a recorded tide curve drawn on a sheet of plain paper, the carriage driving a train of disc-globe-cylinder integrators arranged in a row, each integrator a flat brass disc with a polished steel ball resting on it and a small cylinder above taking the ball's rotation, each integrator returning one harmonic coefficient on its own small graduated dial with fine radial tick marks, the row of dials stepping away into the depth of the frame, an anonymous hand on the stylus handle, in a college laboratory of the late nineteenth century, one gas lamp above the bench, the far end of the room dark.
- Wofür es benutzt wurde
- Der harmonische Analysator sollte die Umkehrung der Gezeitenrechenmaschine leisten: aus einer aufgezeichneten Pegelkurve die Größe der einzelnen Teiltiden herausziehen. William Thomson beschrieb ihn in „Harmonic Analyzer“, Proceedings of the Royal Society of London, Band 27, 1878, S. 371–373; die Arbeit ging am 9. Mai 1878 ein. Von fünf Integratoren nach dem Scheibe-Kugel-Zylinder-Prinzip seines Bruders James Thomson bildet einer das Integral der Kurve selbst, die vier anderen das Integral ihres Produkts mit einer Sinus- oder Kosinusfunktion zweier Perioden. Die gebaute Maschine lieferte so den Mittelwert und je zwei Komponenten zweier Teiltiden; für „the two components of each of the five chief tidal constituents“ plante Thomson eine neue Maschine mit elf Integratoren. Ein Bediener fährt die Kurve mit einem Zeiger nach, die Zylinder zeigen die Ergebnisse an.
- Was daran neu war
- Was das Gerät konnte: Es bildete mechanisch das Integral des Produkts zweier Funktionen, also genau die Rechenoperation, auf der die harmonische Analyse beruht. Der Widerhaken steht in derselben Arbeit von 1878: Thomson schreibt selbst, dass der Bewegungsbereich der gebauten Maschine für die meisten Pegelkurven nicht ausreicht. Deshalb ging sie nicht in die Gezeitenforschung, sondern an das Meteorological Office; für meteorologische Arbeit nannte er sie „perfectly sufficient and suitable“. In Betrieb gehen sollte sie dort, sobald ein Messingzylinder passend zur 24-Stunden-Länge der Kurven den hölzernen Modellzylinder ersetzte. Das Archiv der Royal Society datiert die Übergabe auf Mai 1878; ein Ausschuss aus H. J. S. Smith und George Gabriel Stokes berichtete am 5. Juli 1878 zustimmend. Robert Henry Scott und Richard H. Curtis legten 1886 eine Arbeit über den Betrieb des Analysators im Meteorological Office vor.
Was die Quellen offenlassen: Thomsons Aufsatz von 1878 wurde in einer Online-Transkription eingesehen, nicht im gedruckten Band. Die Angaben zur Übergabe an das Meteorological Office stammen aus der Beschreibung des Manuskripts PP/8/27 im Archiv der Royal Society; die Arbeit von Scott und Curtis selbst wurde nicht gelesen.
Zusammenhänge
Jeder Verweis nennt seine Art. „Vorläufer“ allein wäre eine Behauptung.
- Folgt ausThe Ball-and-Disc Integrator1876Kelvin wandte für die harmonische Analyse den Scheiben-Kugel-Zylinder-Integrator an, den sein Bruder James Thomson entwickelt hatte. Der Integrator wertet die Integrale aus, aus denen die harmonischen Konstanten einer Pegelreihe bestimmt werden; Kelvin nennt in seiner Mitteilung von 1878 fünf solche Integratoren.Beleg: Tide prediction machines at the Liverpool Tidal Institute, History of Geo- and Space Sciences 11 (2020) · William Thomson, Harmonic Analyzer, Proceedings of the Royal Society of London 27 (1878), 371-373 (Transkription)