1。電気と磁気:
* 電磁気: 携帯電話の背後にある基本原則は、磁気を生成する電気の能力であり、逆も同様です。 Hans ChristianØrstedとMichael Faradayによって発見されたこの概念は、音波を電気信号に変換するために不可欠であり、その逆に不可欠な電磁石の作成を可能にしました。
* 電流: 電流を生成、制御、および送信する方法を理解することは、電話とそのコンポーネントに電力を供給するために重要でした。
* 電気化学バッテリー: Alessandro Voltaによるバッテリーの発明は、ポータブルな電源を提供し、電源につながれていない携帯電話を作成することが可能になりました。
2。音と音響:
* 音波: 電話は、音が波として移動する能力に依存しています。マイクは音波を電気信号に変換し、スピーカーは電気信号を音波に戻します。
* サウンド増幅: 初期の携帯電話のボリュームと明確さは限られていました。電気増幅の原則に基づいたアンプの開発により、電話の可聴性と品質が大幅に向上しました。
3。材料科学:
* 導体: 銅線などの材料は、電気信号を送信するために不可欠でした。
* 絶縁体: ゴムやプラスチックなどの材料を使用して、電気ショーツを防ぎ、信号の完全性を確保しました。
* 半導体: 半導体テクノロジーの進歩により、トランジスタ、統合回路、マイクロプロセッサが開発され、電話の設計と機能に革命をもたらしました。
4。情報理論:
* 信号処理: デジタル信号処理(DSP)などの手法は、音声信号をフィルタリング、増幅、および強化するために使用され、電話をより明確にし、より信頼性を高めます。
* 圧縮とコーディング: パルスコード変調(PCM)やMP3圧縮などのテクノロジーにより、限られた帯域幅にわたって音声データを効率的に送信できました。
5。電気通信:
* 周波数変調(FM)および振幅変調(AM): Edwin ArmstrongとReginald Fessendenによって開発されたこれらのテクニックは、長距離にわたって音声信号の伝達を可能にしました。
* セルラーネットワーク: 無線波と信号伝播の原則に基づいたセルラー技術の開発により、広いエリアで電話をワイヤレスで接続することが可能になりました。
6。コンピューターサイエンス:
* ソフトウェア開発: 最新のスマートフォンは本質的にミニコンピューターであり、その機能は、通信、データストレージ、ユーザーインターフェイスを管理する複雑なソフトウェアアプリケーションによって決定されます。
* インターネット接続: ネットワーキングとデータ送信の原則に基づいて、インターネットは、電話が広大なグローバルネットワークに接続し、通信とデータアクセスを可能にすることができます。
携帯電話の基本的なデバイスから洗練された多機能ツールへの進化は、科学の力と、異なる分野が技術革新にどのように貢献するかの証です。それは継続的なプロセスであり、人工知能、拡張現実、および将来さらに変革的な可能性を約束する量子コンピューティングなどの分野で進行中の進歩を遂げています。