फ़ोटोफ़ोन

फोटोफोन एक दूरसंचार उपकरण है जो प्रकाश की किरण पर भाषण के प्रसारण (दूरसंचार) की अनुमति देता है। यह 19 फरवरी, 1880 को एलेक्ज़ेंडर ग्राहम बेल और उनके सहायक चार्ल्स सुमनेर टेन्टर द्वारा संयुक्त रूप से वाशिंगटन, डीसी में 1325 एल स्ट्रीट पर बेल की प्रयोगशाला में आविष्कार किया गया था। दोनों बाद में बेल द्वारा निर्मित और वित्तपोषित वोल्टा प्रयोगशाला और ब्यूरो#प्रयोगशाला परियोजनाओं में पूर्ण सहयोगी बन गए।

3 जून, 1880 को बेल के सहायक ने फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) की छत से लगभग 213 मीटर (लगभग 700 फीट) दूर, बेल की प्रयोगशाला की खिड़की तक एक वायरलेस वॉयस टेलीफोन संदेश प्रसारित किया। <रेफरी नाम = कार्सन 2007, पृ. 76–78 >कार्सन 2007, पृष्ठ। 76–78 बेल का मानना ​​था कि फोटोफोन उनका सबसे महत्वपूर्ण आविष्कार था। अकेले बेल के नाम पर दिए गए 18 पेटेंटों में से, और 12 उन्होंने अपने सहयोगियों के साथ साझा किए, चार फोटोफोन के लिए थे, जिसे बेल ने अपनी सबसे बड़ी उपलब्धि के रूप में संदर्भित किया, अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले एक रिपोर्टर को बताया कि फोटोफोन सबसे बड़ा आविष्कार था [I] है] कभी बनाया है, टेलीफोन से भी बड़ा। फोटोफोन फाइबर-ऑप्टिक संचार प्रणालियों का अग्रदूत था जिसने 1980 के दशक में दुनिया भर में लोकप्रिय उपयोग हासिल किया। फोटोफोन के लिए मास्टर पेटेंट ( सिग्नलिंग और कम्युनिकेटिंग के लिए उपकरण, जिसे फोटोफोन कहा जाता है) दिसंबर 1880 में जारी किया गया था, इसके सिद्धांतों के व्यावहारिक अनुप्रयोग होने से कई दशक पहले।

डिजाइन
फोटोफोन एक समकालीन टेलीफोन के समान था, सिवाय इसके कि यह फ्री-स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशन#विजिबल लाइट कम्युनिकेशन को वायरलेस ट्रांसमिशन के साधन के रूप में इस्तेमाल करता था, जबकि टेलीफोन एक प्रवाहकीय दो-तार सर्किट पर चलने वाली मॉडुलन  बिजली पर निर्भर था।

बेल का प्रकाश न्यूनाधिक का अपना विवरण:

"We have found that the simplest form of apparatus for producing the effect consists of a plane mirror of flexible material against the back of which the speaker's voice is directed. Under the action of the voice the mirror becomes alternately convex and concave and thus alternately scatters and condenses the light."

प्रकाश की एक परावर्तित किरण की चमक, जैसा कि रिसीवर के स्थान से देखा गया है, इसलिए हवा के दबाव में ध्वनि-आवृत्ति भिन्नताओं के अनुसार भिन्न होती है - ध्वनि तरंगें - जो दर्पण पर कार्य करती हैं।

अपने प्रारंभिक रूप में, फोटोकॉस्टिक प्रभाव का उपयोग करते हुए, फोटोफोन रिसीवर भी गैर-इलेक्ट्रॉनिक था। बेल ने पाया कि कई पदार्थों को सीधे प्रकाश-से-ध्वनि ट्रांसड्यूसर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। काजल  उत्कृष्ट साबित हुआ। एक परीक्षण संकेत के रूप में सूर्य के प्रकाश की एक पूरी तरह से संग्राहक किरण का उपयोग करते हुए, एक प्रयोगात्मक रिसीवर डिजाइन, केवल लैम्पब्लैक के जमाव को नियोजित करते हुए, एक स्वर उत्पन्न किया जिसे बेल ने डिवाइस के करीब दबाए गए कान के लिए दर्द के रूप में वर्णित किया। अपने अंतिम इलेक्ट्रॉनिक रूप में, फोटोफोन रिसीवर ने एक साधारण सेलेनियम # अन्य का उपयोग एक परवलयिक दर्पण के फोकस (ऑप्टिक्स) पर फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया। सेल का विद्युत प्रतिरोध (लगभग 100 और 300 ओम के बीच) उस पर पड़ने वाले प्रकाश के साथ व्युत्क्रमानुपाती रूप से भिन्न होता है, यानी, इसका प्रतिरोध कम रोशनी में अधिक होता है, तेज रोशनी में कम होता है। सेलेनियम सेल ने एक कार्बन माइक्रोफोन की जगह ले ली - एक चर-प्रतिरोध उपकरण भी - जो अन्यथा अनिवार्य रूप से एक साधारण टेलीफोन था, जिसमें एक बैटरी, एक विद्युत चुम्बकीय ईरफ़ोन और चर प्रतिरोध, सभी श्रृंखला में जुड़े हुए थे। सेलेनियम ने सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को संशोधित किया, और वर्तमान को ईयरफोन द्वारा वायु दाब-ध्वनि-की विविधताओं में परिवर्तित कर दिया गया।

अगस्त 1880 में अमेरिकन एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के अपने भाषण में, बेल ने 1878 के पतन में लंदन के श्री ए.सी. ब्राउन को प्रकाश द्वारा भाषण प्रसारण के पहले प्रदर्शन का श्रेय दिया।

क्योंकि उपकरण विकिरण ऊर्जा का उपयोग करता है, फ्रांसीसी वैज्ञानिक :fr: अर्नेस्ट मर्कैडियर ने सुझाव दिया कि आविष्कार का नाम 'फोटोफोन' नहीं, बल्कि 'रेडियोफोन' रखा जाना चाहिए, क्योंकि इसके दर्पण अदृश्य अवरक्त  सहित कई बैंडों में सूर्य की उज्ज्वल ऊर्जा को दर्शाते हैं। बेल ने कुछ समय के लिए इस नाम का प्रयोग किया था लेकिन इसे बाद के आविष्कार  रेडियो-टेलीफोन  के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए जो रेडियो तरंगों का उपयोग करता था।

पहला सफल वायरलेस वॉयस संचार
अपनी दुल्हन माबेल गार्डिनर हबर्ड के साथ यूरोप में हनीमून के दौरान, बेल ने 25 अप्रैल 1878 को नेचर में प्रकाशित रॉबर्ट सबाइन के एक पेपर में, सेलेनियम की नई खोजी गई संपत्ति के बारे में पढ़ा, जिसमें प्रकाश द्वारा कार्य करने पर एक परिवर्तनशील प्रतिरोध होता है। अपने प्रयोगों में, सबाइन ने एक सर्किट में बैटरी से जुड़े सेलेनियम पर अभिनय करने वाले प्रकाश के प्रभावों को देखने के लिए एक मीटर का उपयोग किया। हालाँकि बेल ने तर्क दिया कि उसी सर्किट में एक टेलीफोन रिसीवर जोड़ने से वह सुन पाएगा जो सबाइन केवल देख सकता है। बेल के पूर्व सहयोगी के रूप में, थॉमस ए. वाटसन, बोस्टन, मैसाचुसेट्स में नवजात बेल टेलीफोन कंपनी के निर्माण के अधीक्षक के रूप में पूरी तरह से कब्जा कर लिया गया था, बेल ने चार्ल्स सुमनेर टैन्टर को काम पर रखा था, जो एक उपकरण निर्माता थे, जिन्हें पहले शुक्र के पारगमन के लिए नियुक्त किया गया था। 1874|यू.एस. 1874 ट्रांजिट ऑफ वीनस कमीशन, अपनी नई वोल्टा प्रयोगशाला और वाशिंगटन में ब्यूरो|'एल' स्ट्रीट प्रयोगशाला के लिए, $15 प्रति सप्ताह की दर से। 19 फरवरी, 1880 को, जोड़ी ने अपनी नई प्रयोगशाला में एक डायफ्राम में धातु के झंझरी के एक सेट को जोड़कर एक कार्यात्मक फोटोफोन बनाने में कामयाबी हासिल की थी, जिसमें बोलने वाली आवाज़ों के जवाब में झंझरी आंदोलन से प्रकाश की किरण बाधित हो रही थी। जब मॉड्यूलेटेड लाइट बीम उनके हेडफ़ोन पर सेलेनियम रिसीवर बेल पर गिर गया, तो टैन्टर को औल्ड लैंग सिने गाते हुए स्पष्ट रूप से सुनने में सक्षम था। 1 अप्रैल, 1880 में, वाशिंगटन, डी.सी., प्रयोग, बेल और टैन्टर ने कुछ संचार किया 79 m प्रयोगशाला की पिछली खिड़की के रास्ते के साथ। फिर कुछ महीने बाद 21 जून को वे लगभग 213 मीटर (लगभग 700 फीट) की दूरी पर स्पष्ट रूप से संचार करने में सफल रहे, उन्होंने अपने प्रकाश स्रोत के रूप में सादे सूर्य के प्रकाश का उपयोग किया, गरमागरम प्रकाश बल्ब# प्रकाश बल्ब का इतिहास अभी-अभी पेश किया गया है थॉमस एडीसन  द्वारा यू.एस. अपने बाद के प्रयोगों में ट्रांसमीटर ने बोलने वाली ट्यूब के अंत में स्थित एक बहुत पतले दर्पण की सतह से सूर्य के प्रकाश को परावर्तित किया था; जैसे ही शब्द बोले गए थे, वे दर्पण को उत्तल और अवतल के बीच दोलन करने का कारण बनते हैं, इसकी सतह से रिसीवर तक परावर्तित प्रकाश की मात्रा को बदलते हैं। फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) की छत पर रहने वाले टैन्टर ने बेल से बात की, जो अपनी प्रयोगशाला में सुन रहा था और जिसने खिड़की से जोर से अपनी टोपी लहराते हुए टैन्टर को वापस जाने का संकेत दिया, जैसा कि अनुरोध किया गया था।

रिसीवर सेलेनियम के साथ एक परवलयिक परावर्तक था # इसके केंद्र बिंदु पर अन्य उपयोग। फ्रेंकलिन स्कूल की छत से 1325 'एल' स्ट्रीट पर बेल की प्रयोगशाला तक संचालित, यह दुनिया का पहला औपचारिक वायरलेस टेलीफोन संचार था (उनकी प्रयोगशाला से दूर), इस प्रकार फोटोफोन को दुनिया का सबसे पुराना ज्ञात वॉयस वायरलेस टेलीफोन (बहुविकल्पी) प्रणाली बना दिया, पहले बोले गए रेडियो तरंग प्रसारण से कम से कम 19 वर्ष आगे। ग्राफोफोन के विकास के लिए आगे बढ़ने के लिए बेल और टैन्टर ने अपने शोध को समाप्त करने से पहले, उन्होंने ऑप्टिकल टेलीफोनी के लिए प्रकाश पुंजों को मॉडुलेट और डिमॉड्यूलेट करने के कुछ 50 अलग-अलग तरीकों को तैयार किया था।

रिसेप्शन और गोद लेने
टेलीफोन अपने आप में अभी भी एक नवीनता थी, और रेडियो व्यावसायीकरण से दशकों दूर था। फोटोफ़ोन के संचार के भविष्यवादी रूप के प्रति सामाजिक प्रतिरोध को अगस्त 1880 के न्यूयॉर्क टाइम्स की टिप्पणी में देखा जा सकता है:

"The ordinary man ... will find a little difficulty in comprehending how sunbeams are to be used. Does Prof. Bell intend to connect Boston and Cambridge ... with a line of sunbeams hung on telegraph posts, and, if so, what diameter are the sunbeams to be ....[and] will it be necessary to insulate them against the weather ... until (the public) sees a man going through the streets with a coil of No. 12 sunbeams on his shoulder, and suspending them from pole to pole, there will be a general feeling that there is something about Professor Bell's photophone which places a tremendous strain on human credulity."

हालाँकि, फरवरी 1880 की सफलता के समय, बेल को इस उपलब्धि पर बहुत गर्व था, इस हद तक कि वह अपनी दूसरी बेटी का नाम फोटोफ़ोन रखना चाहते थे, जिसे उनकी पत्नी मेबेल गार्डिनर हबर्ड (उन्होंने इसके बजाय डेज़ी के साथ मैरियन को चुना) द्वारा हतोत्साहित किया गया था। उनके उपनाम के रूप में)। उन्होंने कुछ उत्साह से लिखा: <रेफरी नाम = कार्सन 2007, पृष्ठ। 76–78 />

"I have heard articulate speech by sunlight! I have heard a ray of the sun laugh and cough and sing! ...I have been able to hear a shadow and I have even perceived by ear the passage of a cloud across the sun's disk. You are the grandfather of the Photophone and I want to share my delight at my success."

बेल ने मई 1880 में फोटोफोन के बौद्धिक संपदा अधिकारों को बेल टेलीफोन कंपनी को हस्तांतरित कर दिया। जबकि बेल को उम्मीद थी कि उसका नया फोटोफोन समुद्र में जहाजों द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है और टेलीफोन लाइनों की अधिकता को भी विस्थापित कर सकता है जो व्यस्त शहर के बुलेवार्ड्स के साथ खिल रहे थे, उनका डिजाइन बारिश (मौसम विज्ञान) जैसे बादलों, कोहरे, बारिश, बर्फ और इस तरह के प्रसारण से बचाने में विफल रहा, जो प्रकाश के संचरण को आसानी से बाधित कर सकता था। मौसम और प्रकाश की कमी जैसे कारकों ने बेल के आविष्कार के उपयोग को बाधित किया। इसके आविष्कार के कुछ ही समय बाद बेल सिस्टम के भीतर प्रयोगशालाओं ने इस उम्मीद में फोटोफोन में सुधार करना जारी रखा कि यह महंगे पारंपरिक टेलीफोन लाइनों को पूरक या बदल सकता है। प्रथम विश्व युद्ध और द्वितीय के दौरान सैन्य संचार प्रणालियों के साथ इसका शुरुआती गैर-प्रायोगिक उपयोग आया, इसका प्रमुख लाभ यह था कि इसके प्रकाश-आधारित प्रसारण को दुश्मन द्वारा बाधित नहीं किया जा सकता था।

बेल ने कृत्रिम प्रकाश स्रोतों, सितारों और झाई  के स्पेक्ट्रोस्कोपी में फोटोफ़ोन के संभावित वैज्ञानिक उपयोग पर विचार किया। उन्होंने बाद में इसके संभावित भविष्य के अनुप्रयोगों पर भी अनुमान लगाया, हालांकि उन्होंने  लेज़र  या फाइबर-ऑप्टिक संचार | फाइबर-ऑप्टिक दूरसंचार का अनुमान नहीं लगाया:

"Can Imagination picture what the future of this invention is to be!.... We may talk by light to any visible distance without any conduction wire.... In general science, discoveries will be make by the Photophone that are undreamed of just now."

आगे का विकास
हालांकि बेल टेलीफोन के शोधकर्ताओं ने बेल और टैन्टर के डिजाइन पर कई मामूली वृद्धिशील सुधार किए, गुग्लिल्मो मार्कोनी#रेडियो कार्य | मारकोनी के रेडियो प्रसारण ने 1897 की शुरुआत में ही फोटोफोन की अधिकतम सीमा को पार करना शुरू कर दिया था। और 20वीं शताब्दी के मोड़ पर जर्मन-ऑस्ट्रियाई प्रयोग शुरू होने तक फोटोफ़ोन का और विकास काफी हद तक रुक गया था।

जर्मन भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट ग्लोमर का मानना ​​था कि प्रोफेसर एच. टी. साइमन की बोलने वाली चाप की बेहतर प्राप्त करने की क्षमताओं के साथ संयुक्त रूप से उनकी उन्नत सेलेनियम कोशिकाओं की बढ़ी हुई संवेदनशीलता, लंबी सिग्नलिंग दूरी पर फोटोफोन को व्यावहारिक बना देगी। रुहमर ने 1901 से 1902 तक हैवेल्स के साथ-साथ वन्नसी झील पर प्रायोगिक प्रसारण की एक श्रृंखला को अंजाम दिया। उन्होंने 15 किलोमीटर (9 मील) की अच्छी परिस्थितियों में दूरी भेजने की सूचना दी, दिन और रात में समान सफलता के साथ। उन्होंने जर्मन नौसेना के साथ मिलकर 1904 तक बर्लिन के आसपास अपने प्रयोग जारी रखे, जिसने प्रसारण में उपयोग के लिए उच्च-शक्ति वाली सर्चलाइट की आपूर्ति की। जर्मन सीमेंस और हल्स्के|सीमेंस एंड हल्स्के कंपनी ने वर्तमान-संग्राहक कार्बन आर्क लैंप का उपयोग करके फोटोफोन की रेंज को बढ़ाया जो लगभग एक उपयोगी रेंज प्रदान करता है 8 km. उन्होंने जर्मन नौसेना के लिए व्यावसायिक रूप से इकाइयों का उत्पादन किया, जिन्हें 11 km वॉयस-मॉड्युलेटेड शिप खोज-दीप ्स का उपयोग करना।

WWI के दौरान ब्रिटिश एडमिरल्टी अनुसंधान के परिणामस्वरूप 1916 में एक वाइब्रेटिंग मिरर मॉड्यूलेटर का विकास हुआ। अधिक संवेदनशील मोलिब्डेनाईट रिसीवर कोशिकाएं, जिनमें इन्फ्रा-रेड विकिरण के प्रति भी अधिक संवेदनशीलता थी, ने 1917 में पुराने सेलेनियम कोशिकाओं को बदल दिया। संयुक्त राज्य अमेरिका और जर्मन सरकारों ने बेल की प्रणाली में तकनीकी सुधारों पर भी काम किया। 1935 तक जर्मन कार्ल जीस एजी  ने जर्मन सेना (वेहरमाचट) की टैंक बटालियनों के लिए इन्फ्रा-रेड फोटोफोन का उत्पादन शुरू कर दिया था, जिसमें इन्फ्रा-रेड फिल्टर के साथ टंगस्टन लैंप का इस्तेमाल किया गया था, जो दर्पण या प्रिज्म को हिलाकर संशोधित किया गया था। इनमें उन रिसीवर्स का भी इस्तेमाल किया गया जो सीसा सल्फाइड डिटेक्टर सेल और एम्पलीफायरों को नियोजित करते हैं, जिससे उनकी सीमा बढ़ जाती है 14 km इष्टतम परिस्थितियों में। जापानी और इतालवी सेनाओं ने भी 1945 से पहले लाइटवेव दूरसंचार के समान विकास का प्रयास किया था।

संयुक्त राज्य अमेरिका सहित कई सैन्य प्रयोगशालाओं ने 1950 के दशक में फोटोफ़ोन पर अनुसंधान और विकास के प्रयासों को जारी रखा, जिसमें 500 और 2,000 वाट शक्ति के बीच उच्च दबाव वाष्प और पारा चाप लैंप का प्रयोग किया गया।

स्मरणोत्सव
3 मार्च, 1947 को, अलेक्जेंडर ग्राहम बेल के जन्म की शताब्दी, पायनियर्स, एक स्वयंसेवी नेटवर्क ने फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) इमारतों में से एक के किनारे एक ऐतिहासिक मार्कर समर्पित किया, जिसे बेल और चार्ल्स सुमनेर टेन्टर ने इस्तेमाल किया था। उनका पहला औपचारिक परीक्षण जिसमें काफी दूरी शामिल थी। टैन्टर मूल रूप से स्कूल की इमारत की छत पर खड़ा था और अपनी प्रयोगशाला की खिड़की पर बेल को प्रेषित किया गया था। मार्कर ने टैन्टर के वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग योगदानों को स्वीकार नहीं किया।

19 फरवरी, 1980 को, बेल और टैन्टर के अपनी प्रयोगशाला में पहले फोटोफोन प्रसारण के ठीक 100 साल बाद, स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन, नेशनल ज्योग्राफिक सोसायटी और एटी एंड टी की बेल लैब्स के कर्मचारी बेल के पूर्व 1325 'एल' स्ट्रीट वोल्टा के स्थान पर एकत्रित हुए। घटना के स्मरणोत्सव के लिए वाशिंगटन, डीसी में प्रयोगशाला और ब्यूरो।

फोटोफोन शताब्दी समारोह का प्रस्ताव सबसे पहले इलेक्ट्रॉनिक्स शोधकर्ता और लेखक फॉरेस्ट मिम्स | फॉरेस्ट एम. मिम्स द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने इसका सुझाव आविष्कारक के पोते डॉ. मेलविल बेल ग्रोसवेनर को नेशनल ज्योग्राफिक सोसाइटी में उनके कार्यालय की यात्रा के दौरान दिया था। ऐतिहासिक समूह ने बाद में मिम्स के हाथ से बने प्रदर्शन फोटोफोन का उपयोग करके फोटोफोन के पहले सफल प्रयोगशाला प्रसारण के शताब्दी वर्ष का अवलोकन किया, जो बेल और टैन्टर के मॉडल के समान कार्य करता था।

Mims ने आधुनिक हैंड-हेल्ड बैटरी चालित फाइबर-ऑप्टिक संचार #ट्रांसमीटर से जुड़े आधुनिक जोड़े का निर्माण और प्रदान किया 100 yd प्रकाशित तंतु । बेल लैब्स के रिचर्ड गुंडलाच और स्मिथसोनियन के इलियट सिवोविच ने फोटोफ़ोन के आधुनिक समय के वंशजों में से एक को प्रदर्शित करने के लिए स्मरणोत्सव में डिवाइस का इस्तेमाल किया। नेशनल ज्योग्राफिक सोसाइटी ने अपने एक्सप्लोरर हॉल में एक विशेष शैक्षिक प्रदर्शनी भी लगाई, जिसमें स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन से उधार ली गई मूल वस्तुओं के साथ फोटोफोन के आविष्कार पर प्रकाश डाला गया।

यह भी देखें

 * परमाणु रेखा फ़िल्टर
 * फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार
 * दूरसंचार का इतिहास
 * लेजर माइक्रोफोन
 * मी बिखरना
 * रेट्रो-परावर्तक को संशोधित करना
 * ऑप्टिकल ध्वनि
 * ऑप्टिकल विंडो
 * फोटो ध्वनिक प्रभाव
 * रेडियो खिड़की
 * रेले स्कैटरिंग
 * सेमाफोर लाइन
 * दृश्य प्रकाश संचार
 * वोल्टा प्रयोगशाला और ब्यूरो

संदर्भ
 Footnotes 

 Citations 

 Bibliography 


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अग्रिम पठन

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 * U.S. Radio and Television Corp. "Ultra-violet rays used in Television", New York Times, 29 May 1929, p. 5: Demonstration of transmission of a low definition (mechanically scanned) video signal over a modulated light beam. Terminal stations 50 feet apart. Public demonstration at Bamberger and Company's Store, Newark, New Jersey. Earliest known usage of modulated light comms for conveying video signals. See also report "Invisible Ray Transmits Pictures" in Science and Invention, November 1929, Vol. 17, p. 629.
 * White, R.H. "Photophone". Harmsworth's Wireless Encyclopaedia, Vol. 3, pp. 1541–1544.
 * Weinhold, A. "Herstellung von Selenwiderstanden fur Photophonzwecke". E.T.Z., Vol. 1, 1880, p. 423.

बाहरी संबंध

 * Bell's speech before the American Association for the Advancement of Science in Boston on August 27, 1880, in which he presented his paper "On the Production and Reproduction of Sound by Light: the Photophone".
 * Long-distance Atmospheric Optical Communications, by Chris Long and Mike Groth (VK7MJ)
 * Téléphone et photophone: les contributions indirectes de Graham Bell à l'idée de la vision à distance par l'électricité