尼古拉·特斯拉/中年
在 1884 年，特斯拉移居 美利坚合众国，在 纽约市 的 爱迪生公司 接受了一份工作。他带着 4 个 美分、一本 诗集 和他以前老板 查尔斯·巴奇勒 写给托马斯·爱迪生的推荐信来到美国。
这封信简单地写着：“我知道两位伟人，你就是其中一位。这位年轻人是另一位。”特斯拉为爱迪生做了一些简单的电气工程工作。最终特斯拉赢得了爱迪生的尊重，并主动提出要对爱迪生公司的直流 发电机 进行彻底的重新设计。特斯拉描述了从他的改进建议中获得的好处之后，爱迪生承诺如果特斯拉成功完成，将付给他 50000 美元。
特斯拉花了近一年的时间重新设计了这些发电机，并在这个过程中为爱迪生公司带来了几个利润丰厚的专利。当特斯拉询问这 50000 美元时，爱迪生回答他说：“特斯拉，你不懂我们美国人的幽默”，并违背了他的承诺，只给特斯拉加薪 10 美元/周作为妥协——按这个速度，特斯拉要花近 100 年才能赚到爱迪生最初承诺的钱。特斯拉当场辞职了。在对最后对峙的一些描述中，特斯拉没有对爱迪生说一句话，只是转过身，背对着这位发明家走出了办公室。爱迪生后来获得了美国专利 328572，用于改进的 换向器，并后来获得了美国专利 373584，用于 直流发电机（其中包括一个附加线圈，并利用力场），以及其他特斯拉可能参与其中的专利。
在 1886 年，特斯拉创办了自己的公司，特斯拉电气照明与制造公司。最初的资金 投资者不同意特斯拉关于交流电发动机的计划，最终将他从公司解雇了。特斯拉从 1886 年 到 1887 年 在纽约做普通工人，养活自己并为下一个项目筹集资金。
在 1887 年，他制造了第一台 无刷 交流 感应电机，并在 1888 年 向美国电气工程师学会（现为 IEEE）进行了演示。同样在 1887 年，他发展了 特斯拉线圈 的原理，并开始与 乔治·威斯汀豪斯 在威斯汀豪斯位于 匹兹堡 的实验室合作。威斯汀豪斯听取了他关于 多相系统 的想法，该系统可以让 交流电 在长距离传输。
尼古拉·特斯拉在 1891 年获得的美国专利 447921 是第一个高效实用的机电发电机。这是第一台小型旋转机器，被称为交流发电机。尼古拉·特斯拉的美国专利 447920，“电弧灯操作方法”（1891 年 3 月 10 日），描述了一种产生高频电流的交流发电机，约为每秒 10000 周期（赫兹）。他的意图是抑制电弧灯在人类听觉范围内的频率下运行时产生的令人不悦的功率频率谐波声音。产生的变化（或脉动）在长波广播范围内（极低频段）。
1893 年在芝加哥举办的国际博览会是为了庆祝克里斯托弗·哥伦布发现新大陆 400 周年。这是第一个将大部分场地用于电气展览的博览会。这是一个历史性的时刻，也是一场革命的开始，因为尼古拉·特斯拉和乔治·威斯汀豪斯向公众介绍了电力，为博览会提供了交流电照明。公众亲眼目睹了交流电的特性和能力。所有展品都来自商业企业。爱迪生、布鲁什、西屋电气和威斯汀豪斯都有展品。通用电气公司（得到爱迪生和摩根的支持）提议以 100 万美元的价格用直流电为电气博览会供电。
威斯汀豪斯带着特斯拉的交流电系统，提议以一半的价格为博览会提供照明。特斯拉的高频高压照明以更低的热量产生了更高效的光。一个双相感应电机由来自主发电机的电流驱动，为系统提供动力。爱迪生试图阻止特斯拉的作品使用他的灯泡。威斯汀豪斯的提议胜过性能较差的直流电系统，为博览会供电。通用电气禁止在威斯汀豪斯的计划中使用爱迪生的灯泡，以报复竞标失败。威斯汀豪斯公司迅速设计了一种双 stopper 灯泡（绕过爱迪生的专利），并能够为博览会提供照明。
威斯汀豪斯公司展示了几种多相系统。展品包括配电盘、多相发电机、升压变压器、传输线、降压变压器、商业规模的感应电机和同步电机，以及旋转直流转换器（包括一个运行中的铁路电机）。这个按比例缩放的系统让公众看到了可以远距离传输的多相电力系统，以及它的用途，包括直流电的供应。还有计量表和其他辅助设备。
特斯拉展示了他的磷光照明，通过高频电场无线供电。特斯拉展示了第一批实用的磷光灯（荧光灯的前身）。特斯拉的照明发明暴露在高频电流中，会使气体发光。特斯拉还展示了第一批霓虹灯。他在这种类型的光发射方面的创新没有得到定期专利。
展品中还有特斯拉的演示，最引人注目的是“哥伦布的蛋”。这个装置解释了旋转磁场和他的感应电机原理。哥伦布的蛋由一块带有铜制鸡蛋的板子组成，板子下面有一个多相场线圈。当线圈序列通电时，磁场排列感应地在鸡蛋上产生旋转，使鸡蛋直立起来（看起来像是在抵抗重力）。8 月 25 日，埃利沙·格雷为特斯拉介绍了一场关于机械和电气振荡器的演讲。特斯拉解释了他的工作，即如何有效地提高高频往复运动的工作效率。当电气大会的成员聆听时，特斯拉描述了可以在任何施加的压力下，无论摩擦损失和负载如何，都能产生恒定周期的振荡的机制。他继续解释了产生恒定周期电流（不依赖于火花间隙或断路）的工作原理，以及如何用可靠的机制产生这些电流。
交流电照明在博览会上的成功演示消除了人们对威斯汀豪斯和特斯拉开发的多相交流电系统实用性的怀疑。
在 1899 年，特斯拉决定搬迁，并在 科罗拉多州科罗拉多斯普林斯 开始研究，在那里他可以进行高压高频实验。他选择这个地方的主要原因是那里经常发生雷暴，海拔较高（空气压力较低，介电击穿强度较低，更容易电离），而且空气干燥（减少电荷通过绝缘体的泄漏）。此外，这块土地是免费的，还可以从 埃尔帕索电力公司 获取电力。如今，磁场强度图显示，他实验室周围的地面比周围地区拥有更密集的磁场。特斯拉于 1899 年 5 月 17 日 抵达科罗拉多斯普林斯。抵达后，他告诉记者，他正在进行从 派克斯峰 到 巴黎 传输信号的实验。
特斯拉在他位于科罗拉多斯普林斯实验室的实验中，记录了近九个月的实验日记。日记包含了 500 页手写笔记和近 200 张图纸，记录了从 1899 年 6 月 1 日到 1900 年 1 月 7 日之间按时间顺序发生的实验过程，并包含对实验的解释。他当时正在开发无线电报、电话和电力传输系统，并对高压电以及无线传输和分配大量电能到远距离的可能性进行了实验。他还构想了一个用于地球物理勘探（地震学）的系统，他称之为“遥控动力学”，该系统基于他于 1894 年获得专利的往复式机械振荡器，并解释说，一系列小爆炸可以用来寻找矿石并制造足以摧毁地球的大地震。他没有对该系统进行实验，因为他认为它不会产生“理想的结果”。
特斯拉、一位当地承包商和几位助手在抵达科罗拉多斯普林斯后不久，便开始建设实验室。实验室建在科罗拉多斯普林斯东部的科布山，位于科罗拉多州聋哑学校和盲人学校以东，距离市中心东部一英里（1.6 公里）。实验室的主要目的是进行高频电和其他现象的实验，其次是研究无线电力传输。特斯拉设计的实验室是一座 50 英尺长、60 英尺宽（15 米长、18 米宽）、天花板高 80 英尺（24 米）的建筑。屋顶上建有一根 142 英尺（43 米）长的导电天线，天线顶端有一个直径 30 英寸（76 厘米）的铜箔覆盖的木球。屋顶可以卷起来，以防止火花和其他危险的实验效果引起的火灾。实验室配备了灵敏的仪器和设备。
特斯拉还建造了许多较小的谐振变压器，并发现了调谐电气电路的概念。他还开发了多种“相干器”用于分离和感知电磁波，并设计了旋转“相干器”，用于检测他观察到的独特电磁现象类型。这些“相干器”的机制是齿轮齿轮，由一个卷簧驱动机构驱动，可以使小型玻璃圆柱体旋转。这些实验是多年来对同步调谐电气电路研究的最后阶段。
这些收发器旨在演示如何“调入”信号。特斯拉在 1899 年 7 月 3 日的日记中记录，一个与更大的高压谐振变压器调谐到相同高频率的单独谐振变压器将从更大的线圈接收能量，充当无线能量的“发射器”，这被用于确认特斯拉在后来的法庭争端中对无线电的专利。这些空气芯高频共振线圈是无线电、雷达和医疗磁共振成像设备等系统的先驱。
1899 年 7 月 3 日，特斯拉发现了地球内部的驻波。他证明了地球就像一个光滑的抛光导体，并具有电振动。他对具有无振动点的波进行了实验，在这些点之间，最大振动区域周期性地出现。这些驻波是通过在人工导电边界内限制波而产生的。特斯拉证明了地球可以响应预先设定的电振动频率。此时，特斯拉意识到有可能在全球范围内传输电力。几年后，当特斯拉向乔治·威斯汀豪斯展示他可以通过“在你的后院里将一根棍子插入地面”来为全世界提供免费电力时，威斯汀豪斯停止了对特斯拉研究的资助。威斯汀豪斯说，如果那样的话，他将破产。
特斯拉进行的实验有助于人们理解电磁传播和地球共振。有充分的文献记载（从当时的照片可以看出），他无线点亮了数百盏灯，距离最远 25 英里（40 公里）。他传输了数公里外的信号，并点亮了通过地面导电的霓虹灯管。他研究了无线传输电能到远距离的方法（利用电离层和地面的地电流通过横波，在较小程度上，更易于通过纵波）。他通过地面以及在地球表面和肯尼利-海维赛德层之间传输超低频。他获得了有关无线电的专利，这些专利通过这种方法开发了驻波。在他的实验中，他对实验进行了数学计算和运算，并发现地球的共振频率约为 8 赫兹（赫兹）。在 20 世纪 50 年代，研究人员证实共振频率在此范围内（有趣的是，θ脑波也在此范围内循环）。
在科罗拉多斯普林斯实验室，特斯拉记录了他认为是外星无线电信号的内容，并在当时的一些科学杂志上公布了他的发现。[1] 他的公告和数据被科学界拒绝，因为他们不相信他。他注意到从接收器中测量的重复信号，这些信号与他从风暴和地球噪声中记录的信号大不相同。具体来说，他后来回忆说，这些信号以 1、2、3 和 4 个点击一起的组合出现。他在 1923 年 2 月 25 日发表的“一双巨大的眼睛环视世界”一文中说，
- "22 年前，我在科罗拉多州用无线电力厂进行实验时，获得了火星存在生命的非凡实验证据。我已经完善了一种极其灵敏的无线接收机，远远超出了已知的任何东西，我捕捉到了我认为意味着 1-2-3-4 的信号。我相信火星人使用数字进行交流，因为数字是通用的." 奥尔巴尼电报 - 1923 年 2 月 25 日 [2]
很明显，特斯拉认为这些信号组起源于火星。1996 年，Corum 和 Corum 发表了一篇关于木星等离子体环形体信号的分析文章，表明在科罗拉多斯普林斯，火星的落下时间与 1899 年夏季特斯拉在那里时木星信号停止的时间相对应。[3] 此外，Corums 的分析表明，特斯拉的收发器对肯尼利-海维赛德层中 18 kHz 的间隙很敏感，这将允许从木星接收信号。因此，有证据表明特斯拉注意到的信号来自木星，以及其他可能的来源。特斯拉生命的最后阶段都在试图向火星发送信号。
重要的是要认识到，当他说他“记录”了这些信号时，他的意思是，他记下了数据和他对听到内容的印象。他当时确实发布了报告。特斯拉最初宣布存在外星无线电信号是在 1899 年。[4] 1907 年 3 月，特斯拉在哈佛杂志上写了关于向火星发送信号以及这如何成为一个电气工程问题。[5] 其他描述来自 20 年后的回忆。所有这一切都遭到了他同时代人的抵制和怀疑。
特斯拉于1月7日，1900年离开科罗拉多斯普林斯。实验室被拆除、拆解，其内容被出售以偿还债务。科罗拉多的实验为特斯拉的下一个项目做好了准备，该项目是建立一个无线电力传输设施，该设施将被称为沃登克里夫塔。
在3月21日，1900年，特斯拉获得了美国685012号专利，用于提高电振荡强度的装置。美国专利局的分类系统目前表明该专利属于超导技术（第505/825类）。该专利描述了低温共振电路的电振荡强度和持续时间的增加。 w:Carl von LindeCarl von Linde和William Hampson，这两位商业研究人员几乎同时为焦耳-汤姆逊效应申请了专利。林德的专利是他对已知事实进行20年系统调查的高潮，采用再生逆流法。汉普森的设计也是一种再生方法。据信，特斯拉打算使用林德的机器来获得冷却剂。
特斯拉大约在1898年开始计划建造沃登克里夫塔设施，并在1901年开始在长岛海峡附近的土地上进行建设。建筑师斯坦福·怀特设计了沃登克里夫塔设施的主建筑。该塔由怀特的合伙人W.D.克劳设计。特斯拉项目的资金由有影响力的实业家和其他风险投资家提供。该项目最初得到富有的J.P.摩根的支持（他在该设施中投入了大量资金，最初投资了15万美元）。
1902年6月，特斯拉将他的实验室业务从休斯顿街实验室搬到了沃登克里夫塔。然而，在1903年，当塔结构接近完工时，它还没有投入使用，因为最后一刻的设计变更导致了意外缺陷。当摩根想知道“我该把电表放在哪里？”时，特斯拉无言以对。特斯拉的免费电力愿景与摩根的世界观不一致。建设成本最终超过了摩根提供的资金，而其他融资者不愿加入。到1904年7月，摩根（以及其他投资者）最终决定不再提供任何额外资金。摩根还鼓励其他投资者避开该项目。1905年5月，特斯拉的交流电机和其他电力传输方法的专利到期，特许权使用费支付停止，导致沃登克里夫塔的资金严重减少。为了寻找替代资金，特斯拉宣传了沃登克里夫塔设施的服务，但收效甚微。此时，特斯拉还在沃登克里夫塔设计了特斯拉涡轮机，并生产了特斯拉线圈，出售给各家企业。
到1905年，由于特斯拉找不到更多支持者，该地区的大部分活动不得不停止。主厅继续用于黑脸滑稽戏表演，直到当年10月。1906年，员工被解雇，但部分建筑一直使用到1907年。1908年，该物业首次被止赎。特斯拉从华尔道夫-阿斯托里亚酒店的老板乔治·C·博尔特那里获得了一笔新的抵押贷款。该设施在1911年左右部分被废弃，塔结构最终开始腐烂。1912年至1915年间，特斯拉的财务状况恶化，当资助者想知道他们将如何收回投资时，特斯拉无法给出令人满意的答案。当时的报纸标题将其称为“特斯拉的百万美元愚蠢行为”。该设施的主建筑在这段时间被破坏和破坏。沃登克里夫塔项目的崩溃可能导致了特斯拉在此期间经历的精神崩溃。除了沃登克里夫塔的个人悲剧之外，还有早期的1895年特斯拉休斯顿街实验室发生的无法解释的火灾。在这场火灾中，他失去了大部分设备、笔记和文件。这使特斯拉陷入严重的抑郁状态。
1915年，沃登克里夫塔的法律所有权转让给了乔治·博尔特，以偿还2万美元的债务。该塔于1917年被拆除和拆解。然而，主建筑至今依然屹立。特斯拉在塔被毁时并不在纽约。乔治·博尔特希望将该物业出售。纽约报纸报道称，该塔是政府为了防止其被外国特工使用而下令拆除的。1917年，美国政府可能帮助摧毁了沃登克里夫塔，表面上是因为人们认为它可以为德国潜艇提供导航地标。事实既不支持也不反对任何一种说法。1922年4月20日，特斯拉输掉了针对支持者提出的第二次止赎诉讼的申诉。这实际上将特斯拉排除在该设施的未来开发之外。
在1904年，美国专利局推翻了之前的决定，将古列尔莫·马可尼的无线电专利授予了他。特斯拉开始努力重新获得他的无线电专利。后来，在1909年，马可尼获得了诺贝尔奖，表彰他在无线电领域的贡献。特斯拉对此深感愤恨。因此，在1915年，特斯拉对马可尼提起诉讼。
特斯拉一直反对马可尼发明了无线电的说法，他对此给出了一个简单的理由。他说无线电不是一项发明：“在1888年，我意识到，如果无线能量传输能够实现，它不是一项发明；而是一门艺术。贝尔的电话、爱迪生的留声机或者我的感应电机都是发明，但无线能量传输是一门艺术，需要许多发明组合在一起。”（尼古拉·特斯拉，1916年，见安德森·莱兰德编辑，'尼古拉·特斯拉论他的交流电工作及其在无线电报、电话和能量传输中的应用'，出版于1992年）。从这个角度看，一些人认为，特斯拉从1888年起发表的讲座和专利记录中包含了现代无线电和无线技术的“......许多发明......"的基础信息。
关于专利之争的持续诉讼最终在1944年特斯拉去世后一年获得了胜诉。这一判决基于马可尼专利成立之前就存在先验工作的事实。当时，美国陆军正与马可尼就无线电专利侵权问题打官司，这使得一些人认为政府授予特斯拉和其他人的正式认可是为了取消马可尼对赔偿的任何要求（因为之前授予马可尼的奖项取消了特斯拉对赔偿的任何要求）。
由于诺贝尔奖在1909年授予了马可尼，人们认为特斯拉和爱迪生将分享1912年诺贝尔物理学奖（以及后来单独获得1915年诺贝尔物理学奖）。特斯拉被传言提名诺贝尔物理学奖，主要是因为他使用高压高频共振变压器对调谐电路进行的实验。特斯拉可能被告知了物理学奖评委会计划，并表示他不会与爱迪生分享该奖项。