Das Werden der drahtlosen Telegraphie wird im Folgenden in der Biographie von Ferdinand Braun geschildert, und zwar aus erster Hand: Unser Autor Klaus Stadler ist Urenkel dieses Pioniers, der mit seinen Erfindungen unsere Zeit geprägt hat. Braun, auch bekannt von der Braun’schen Röhre, hat darüber hinaus auch in der Industrie seine Spuren hinterlassen; bekannte Firmen wie Telefunken AG wurden von ihm mitgegründet und die von ihm entwickelten Messgeräte wurden in der Hartmann & Braun AG, der Firma seines Bruders, gefertigt und vertrieben.

 

 

Die drahtlose Telegraphie - die Einführung des Schwingkreises - Ferdinand Braun

Klaus Stadler, Uesslingen

 

Die drahtgebundene Telegraphie war wegen der Kosten für Leitungen und deren Unzuverlässigkeit nicht beliebt, man wünschte sich drahtlose Verbindungen. Marine und Private in manchen Nationen dachten zuerst an die Wassertelegraphie. Viele Forscher beteiligten sich an der Suche, z.B. Alexander S. Popow [1] beschrieb und patentierte 1895 eine Sende- und eine Empfangsschaltung, die aus den Hertzschen Versuchen abgeleitet waren. Mit dieser einfachen Schaltung - böse Zungen belächelten die Versuche mit der Bemerkung, das Knallen des Funkens sei weiter hörbar als die Wellen sich ausbreiteten - wurden kurze Distanzen 0.1 bis 1 km erreicht. Guglielmo Marconi arbeitete in Luft, er verlängerte und erhöhte die Antenne, fügte die Erdung hinzu bei sonst gleicher Schaltung und kam nicht viel weiter.

Braun hatte Strassburg 1882 als ausserordentlicher Professor verlassen und kehrte 1895 nach akademischen Wanderjahren als Vorsteher des physikalischen Institutes der Kaiser-Wilhelm-Universität zurück. Er verliess Tübingen ungern, hatte er doch die Physik dort aufgebaut und sich wohl gefühlt. Aber Strassburg war Reichsuniversität und hatte mehr Mittel. 1898 beauftragten ihn Mittelsmänner des Schokoladenfabrikanten Stollwerck [2] mit Untersuchungen für die Wassertelegraphie. Die Annäherung der Frachtschiffe an die Elbemündung bei Cuxhaven sollte den Schiffsreedern in Hamburg signalisiert werden, was diese vorteilhaft beim Handel nutzen wollten.

Feddersen [3] hatte Schwingungen im Lichtbogen einer Funkenstrecke 1859/62 beschrieben und auf einer photographischen Platte festgehalten. Die Publikationen von James C. Maxwell begannen ab 1864 die Möglichkeit der Existenz elektromagnetischer Wellen vorauszusagen. Heinrich Hertz wies diese experimentell 1886/87 nach. Lord Kelvin (W. Thomson) hatte die Schwingkreisformel aufgestellt. Braun war mit diesem Wissen vertraut. Über die Schwingungen an biegesteifen Saiten hatte er in Berlin bei Georg Quincke doktoriert, Examinator war Hermann Helmholtz. Selber hatte er sehr früh Untersuchungen an der Leitfähigkeit von Lösungen und Kristallen durchgeführt. Rückblickend können wir feststellen, dass dieser Auftrag zufälligerweise einem Forscher erteilt wurde, der viele Voraussetzungen zur Lösung des Problems mitbrachte.

Ausgehend von der einfachen Schaltung nach Hertz begann er 1898 mit Versuchen in den Wasserkanälen von Strassburg. Die Übertragung der Signale stellte er sich zunächst über den Skineffekt an der Wasseroberfläche vor. Er führte den lose gekoppelten Schwingkreis ein, um die Ohmschen Verluste beim Einbringen der Energie ins Wasser zu verkleinern. Durch verschiedene geometrische Anordnungen erkannte er, dass durch Luft genau so gute Resultate erzielt werden konnten. Der entscheidende Fortschritt war die Einführung und bewusste Nutzung des Schwingkreises mit Abstimmung; damit war die gesuchte Frequenzerhöhung möglich und der Weg frei für die erdumspannende drahtlose Telegraphie. Man beachte die Wasserlinie in der Zeichnung der ersten Schaltungen [4]. Der Schwingkreis hat in vielen verschiedenen Messgeräten heute noch große Bedeutung.

Die Verdienste um die drahtlose Telegraphie würdigte die Nobel-Verleihung 1909.

G. Marconi: ...and we must freely acknowledge that the first success was gained as a result of his ability to shape the whole thing into a practical, usable system.

F. Braun: ... made a modification in the layout of the circuit for the despatch of electrical waves so that it was possible to produce intense waves with very little damping.

 

Braun wurde 1850 in Fulda geboren und studierte Mathematik, Chemie und Physik in Marburg und Berlin. Seine Wirkungsorte waren als Assistent Berlin und Marburg, als Lehrer die Thomasschule in Leipzig, als Professor Marburg, Karlsruhe, Tübingen und Strassburg. Er hat viele Beiträge zur klassischen Physik geleistet. Das Le Châtelier-Braun-Prinzip sei erwähnt. Er korrigierte die falsche Berechnung der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie von W. Thomson-Helmholtz. Dabei benutzte er den Begriff des Arbeitsvermögens; Helmholtz übernahm 4 Jahre später die Grösse, gab ihr aber seinen Namen: „freie Energie”. Bekannter ist die frühe Entdeckung des Halbleitereffektes. Durch mühsame Messung und hervorragende Beobachtung gelang es Braun 1874 an Bleiglanz PbS und Chalkopyrit CuFeS2 von der Stromrichtung abhängige Ohmsche Widerstände festzustellen [5]. Halbleiterdioden dienten ab 1899 als Gleichrichter auf der Empfängerseite; bemerkenswert an dieser Schaltung ist das Fehlen jeglicher Energiequelle. Die Ausführungsform des Braunschen Elektrometers ist heute noch im Handel. Den Nachweis von optischen Effekten mit elektromagnetischen Wellen führte er an Beugungsgittern durch [6].

Sehr bekannt ist die Braunsche Röhre, welche im Februar 1897 [7] beschrieben wurde. Joseph J. Thomson publizierte im Oktober 1897 den Nachweis des freien Elektrons. Aus der Braunschen Röhre entwickelten sich das Fernsehen und viele Messmethoden. Hier fällt auf, dass die Mutter der Fernsehröhre älter als die Radioröhre ist. Brauns Beitrag über die Röhre am Kongress in Toronto [8] - an welchem er als geladener Gast teilnahm - wurde nur flüchtig erwähnt; die Zeit war noch nicht reif. In der Folge beteiligte er sich an der industriellen Umsetzung und Verwertung dieser Neuerungen; er wurde Gründungsmitglied von Telefunken AG. Sein Bruder führte Hartmann&Braun AG in Frankfurt. Vehement setzten F. Klein und Braun sich für die Ausbildung der Ingenieure an Hochschulen ein. Die Eichmethoden und die Einführung von übersichtlichen Einheiten waren gemeinsame Anliegen. Er führte die erste absolute Feldstärkemessung mit der von ihm erfundenen Rahmenantenne durch. Seine Verdienste wurden von der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft geehrt; den Antrag zur Ernennung 1914 zum korrespondierenden Mitglied stellten: Rubens, Einstein, Warburg, Hellmann, Planck und Nernst. Keiner dieser bekannten Forscher war damals Nobelpreisträger [9].

Braun wurde 1906 wegen eines Darmkrebses operiert und war fortan geschwächt. Zusammen mit Jonathan Zenneck reiste er auf Anordnung des Kaisers nach Kriegsbeginn im Winter 1914 in die USA, um dort in einem hängigen Patentstreit auszusagen. Grossbritannien hatte die Unterseekabel von Deutschland nach Übersee gekappt und strebte über einen Patentprozess auch die Schliessung der drahtlosen Verbindung mit der einzigen Gegenstation in Sayville an. Die neutralen USA hielten die drahtlose Verbindung offen bis zu ihrem Kriegseintritt im April 1917. Zenneck wurde interniert und Braun durfte bei seinem Sohn in Brooklyn wohnen bleiben; wöchentlich war das Vorsprechen auf der Polizeistation vorgeschrieben. Im April 1918 noch vor Kriegsende verschied er.

Das Elsass kam zu Frankreich; das Institut verschwand mit seinen Einrichtungen. Heute steht noch das Gebäude, nichts erinnert an die berühmte Hochfrequenzzeit, Braun ist vergessen. Einige Assistenten von ihm sind bekannte Naturwissenschafter geworden: Leonid Mandelstam (Vater), Nikolaus Papalexi und Jonathan Zenneck.

Brauns freundliches Wesen und begeisternde Vortragsweise werden immer erwähnt, auch Albert Schweitzer überliefert es, der bei ihm Physik belegt hatte. Braun war stets zu einer lustigen Formulierung aufgelegt, er war ein geselliger Mensch.

Sein Leben lang hat er, wo immer er war, aquarelliert; diese Aquarelle ermöglichen es heute, viele seiner Stationen und Wege zu erkennen.

 

 

 

Referenzen

Allgemein:
Friedrich Kurylo Leben und Wirken des Erfinders der Braunschen Röhre; Heinz Moos Verlag München 1965

[1] F. Kurylo: über Popow p 151f

[2] F. Kurylo: über Stollwerck p 149f; p 198

[3] B. W. Feddersen Über eine eigenthümliche Stromtheilung bei Entladung der Leidner Batterie; Berichte über die Verhandlungen der Königlich Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig 1861 publiziert in I.II. 1862 p 114

[4] F. Braun Drahtlose Telegraphie durch Wasser und Luft; Leipzig Veit & Comp. 1901 p 25

[5] F. Braun Über die Stromleitung durch Schwefelmetalle; Annalen der Physik und Chemie, (2) 153 1875 p 556
und
Über die galvanische Leitfähigkeit geschmolzener Salze; Annalen der Physik und Chemie, (2) Bd 475 1875 p 161
und
Über die Abweichung vom Ohm’schen Gesetz in metallisch leitenden Körpern; Annalen der Physik und Chemie, NF Bd I 1877 p 95
und
Einige Bemerkungen zur unipolaren Leitfähigkeit fester Körper; Annalen der Physik und Chemie, NF Bd IX 1883 p 340

[6] F. Braun Über metallische Gitterpolarisation, insbesondere ihre Anwendung zur Deutung mikroskopischer Präparate; Annalen der Physik Vierte Folge Bd 16 1905 p 238
und
Der Hertzsche Gitterversuch im Gebiet der sichtbaren Strahlung; Sitzungsberichte der königlich-preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin Sitzung vom 21. Januar 1904 1905 p 154

[7] F. Braun Über ein Verfahren zur Demonstration und zum Studium des zeitlichen Verlaufes variabler Ströme; Annalen der Physik und Chemie, NF 60 1897 p 552

[8] Kongress der «British Association for the Advancement of Science» in Toronto 1897

[9] Christa Kirsten, Hans-Günther Körber; Physiker über Physiker Wahlvorschläge zur Aufnahme in die Berliner Akademie 1870 bis 1929; Berlin: Akademie-Verlag, 1975-1979

 

[Veröffentlicht: Juli 2010]