Professor für Physik in Tübingen 1885 - 1895 Nobelpreis 1909 AUSSTELLUNG: 100 JAHRE BRAUNSCHE RÖHRE Vom Laborversuch zum modernen Computer-Bildschirm Physikalisches Institut der Universität Tübingen,  Auf der Morgenstelle 14, Gebäude D 25. März bis 24. April 1998

Der Bildschirm eines Fernsehgerätes, eines Rechners (PC), eines Oszillographen, eines Radargerätes ¼ alle diese Geräte gestatten es, sich bewegende Bilder sichtbar zu machen. Der Bildschirm ist der vordere Teil einer Kathodenstrahlröhre. Heute kann man sich schwerlich jemanden vorstellen, der noch nie eine derartige Röhre gesehen hätte.

Bei einigen der obigen Geräte werden Ton, Bild, Programme über Radiowellen übertragen. Durch Radiowellen kann man sogar den Sternenhimmel beobachten, und so etwas über die Entstehung und die Entwicklung des Weltalls erfahren.

Die Erfindung der Kathodenstrahlröhre und des Radios ist um dieselbe Zeit, nämlich gegen Ende des 19. Jahrhunderts erfolgt. Diese Epoche war besonders reich an Entdeckungen: die Röntgenstrahlen, die Radioaktivität, das Elektron als Träger der Elektrizität wurden entdeckt, es wurde die Glühlampe erfunden und die drahtlose Telegraphie entwickelt. Mit diesen Entdeckungen und Erfindungen verbinden sich große Namen: Wilhelm Röntgen (Deutschland), Henry Becquerel, Pierre und Marie Curie (Frankreich), Josef John Thomson (England), Thomas Alva Edison (U.S.A.), Guglielmo Marconi (Italien). Viele dieser Wissenschaftler stehen symbolhaft für diese Epoche, andere sind zu berühmten Söhnen ihrer Wirkungsstätten avanciert und auf Straßenschildern verewigt. Andere dagegen sind die Opfer historischer Wirren und geographischer Veränderungen geworden; sie sind so gut wie vergessen.

Ferdinand Braun, geboren in Fulda, Professor an der Universität in Straßburg, gehört zu dieser letzten Gruppe. Vor hundert Jahren erfand er die Kathodenstrahlröhre, den Vorgänger der modernen Fernsehröhre. Experten nennen sie deshalb heute noch Braunsche Röhre.

Ab 1899 beschäftigte er sich mit der drahtlosen Telegraphie und erfindet ein Verfahren, das dieser Entwicklung neuen Aufschwung gibt. 1901 überbrückt Marconi den Atlantischen Ozean mit einer telegraphischen Funkverbindung. 1906 arbeitet Ferdinand Braun am ersten Kristallempfänger. Bereits zu Beginn seiner Laufbahn hatte er den Gleichrichtereffekt bei Halbleitern entdeckt. Für seine Arbeiten wurde ihm 1909, zusammen mit Marconi, der Nobelpreis in Physik verliehen.

Wer war Ferdinand Braun? Wie lebte ein Wissenschaftler im neunzehnten Jahrhundert? Was ist die Geschichte der Kathodenstrahlröhre und seiner anderen Entdeckungen? Warum ist Ferdinand Braun so wenig bekannt?

Seine Geschichte, die seiner Arbeit, die Gesellschaft, in der er lebte: das wird hier beschrieben.

Ferdinand Braun
 

Damals im neunzehnten Jahrhundert

Ferdinand Braun wurde 1850 in Fulda geboren. In dieser Zeit war Deutschland noch kein Nationalstaat. Die Gründung dieses Staates erfolgte erst 1871 durch Bismarck.

Ferdinand Braun stammt aus einer bescheidenen Familie und lebte in einer Zeit, in der es noch nirgends große Anwendungen der Elektrizität gab. Als gutem Schüler stand ihm eine Lehrerkarriere offen. Wäre er diesem Wunsch gefolgt, hätte er das große Abenteuer der Elektrotechnik und der Telekommunikation, das er später erlebte und mitbestimmte, nur aus der Ferne beobachten können.
 

Wissenschaftler im neunzehnten Jahrhundert

Bis ins achtzehnte Jahrhundert hinein war ein Gelehrter auf vielen Gebieten bewandert, oft als Professor, manchmal als Geistlicher. Er kannte sich aus in Theologie und Philosophie, er kannte eine Reihe wissenschaftlicher Schriften aus dem Altertum. Was er suchte war ein Verständnis der Natur und der Welt. Er beschäftigte sich mit Metaphysik und Kosmologie, oft etwas mystisch verklärt. Dieser Gelehrtentyp ist weit entfernt vom Typ der hochspezialisierten Forscher unserer Tage in ihren modernen naturwissenschaftlichen Instituten. Der Naturwissenschaftler früherer Zeiten entwickelte eine Theorie und es bekümmerte ihn nicht unbedingt, ob sie sich mit der Wirklichkeit der Natur vereinbaren ließ. Er war wohl wißbegierig, aber deterministische Verknüpfungen blieben ihm fremd.

Newton war der Mann, der als Symbol der neueren Zeit gelten kann. Er hat gleichzeitig mit Leibniz die neue Mathematik begründet. Neue Wege zeigen seine beiden Hauptwerke: 1687 das Buch "Philosophiae naturalis principia mathematica", den Konzepten und der Theorie gewidmet, in dem er die Astronomie in ein neues Zeitalter hinüberführt und 1704 das Buch "Opticks Treatise of Light", in dem er als Experimentator hervortritt. Seither unterscheidet man zwischen theoretischer und experimenteller Physik.
 

Elektrizität und Magnetismus

In der ersten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts wurden einige neue Entdeckungen gemacht, für die es bis dahin kaum eine Erklärung gab: Elektrizität und Magnetismus. Der dänische Naturforscher Oersted stellte fest, daß eine Kompaßnadel durch den elektrischen Strom abgelenkt wird. Diese Erkenntnis eröffnete neue Entwicklungen in der Naturwissenschaft: Zwei bisher getrennte Gebiete, Elektrizität und Magnetismus, hatten einen Zusammenhang ! Kurz darauf hat Ampère die Gesetze studiert, die beide Phänomene miteinander verbinden. Es wurde ein neuer Begriff geschaffen: Elektromagnetismus. Die Neuentdeckungen erweckten in der Fachwelt großes Interesse. M. Faraday (1791-1867) und J.C. Maxwell (1831-1879) haben das Wissen auf diesem Gebiet erweitert. Für die junge Generation von Naturforschern an den Universitäten galt das Hauptinteresse diesen neuen Gebieten Elektrizität und Magnetismus. Ferdinand Braun machte hier keine Ausnahme und wählte den Elektromagnetismus als sein Arbeitsgebiet, auf dem er so bedeutende Beiträge liefern sollte.  

1800	Optischer Telegraph
1837	Morse Telegraph
1850	Ferdinand Braun in Fulda geboren
1851	Erstes Überseekabel
1873	Maxwell: Elektromagnetische Wellen (Theorie)
1878	Erste elektrische Straßenbeleuchtung in Berlin
1880	Erste elektrische Lokomotive
1883	Tesla: Erster Wechselstromgenerator
1887	Hertz: Elektromagnetische Wellen (Experiment)
1895	Röntgen: "X" Strahlen
1896	Marconi: Erste Funkverbindung
1897	Braun: Kathodenstrahlröhre
1897	J.J. Thomson: Entdeckung des Elektrons
1898	Braun: Drahtlose Telegraphie
1909	Braun und Marconi: Nobelpreis für Physik
1918	Ferdinand Braun in New York gestorben

Eine neue Nation
 
 

Trotz der Napoleonischen Kriege war Frankreich in der ersten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts immer noch eine große Nation. Großbritannien, auf der Seite der Sieger, nahm großen Aufschwung und wurde zum politischen, kolonialen, technischen und finanziellen Empire. Die Vereinigten Staaten von Amerika waren noch ein Entwicklungsland, aber ein vielversprechendes. Die deutschen Länder wünschten ein vereinigtes Deutschland. Es wurde dann auch nach dem Krieg mit Frankreich 1871 gegründet, aber zu Ungunsten Frankreichs: Das Elsaß und Lothringen wurden Deutschland angegliedert. Im neuen Deutschland wurden die Universitäten sehr gefördert und erweitert, auch die jungen Wissensgebiete hielten Einzug in den Universitäten. Ferdinand Braun hat an dieser Entwicklung Deutschlands teilgehabt; sie erlaubte ihm, 1880 Professor an der neuen Universität in Straßburg zu werden.

Am Ende des neunzehnten Jahrhunderts hat die Regierung in Berlin in Straßburg eine intensive Entwicklung gefördert, im kulturellen und sozialen Bereich und an der Universität. Für die Orangerie und den Stadtgarten wurde eine elektrische Beleuchtung eingeführt, 1890 fährt die elektrische Straßenbahn über den Place Kleber und den Universitätsplatz; eines der ersten Wechselstromkraftwerke wird 1895 am Ufer der Ill gebaut.
 
 

Aufschwung einer neuen Industrie

Industrielle Entwicklung geht zusammen mit nationalem Ehrgeiz und zunehmendem Profit. Die Produktion stieg an, im Handel suchte man nach Möglichkeiten um niedrige Preise zu ermöglichen. Die Anzahl der Beschäftigten in der Industrie nahm ständig zu, ebenso wie der Bedarf nach immer billigeren und reichlicheren Energiequellen. Im 19. Jahrhundert beobachtete man zunächst ein enormes Anwachsen der Anzahl von Dampfmaschinen, die fast ausschließlich mit Steinkohle gespeist wurden. Dies alles entwickelte sich, obwohl anfangs nur wenige Kenntnisse auf dem Gebiet der Wärmelehre vorhanden waren.

Überall war man auf der Suche nach neuen Möglichkeiten zur Energieversorgung der Maschinen. Viele Erfinder ließen sich die neuen Techniken patentieren und zogen ihren Profit daraus. Mit großer Sorgfalt wurden die Fabrikationsgeheimnisse geschützt.

Die physikalische Forschung entwickelte sich zunächst ohne größere Kontakte zur Industrie. Die Industrie wertete die Neuerungen meist nur insofern aus, als sie für eine schnelle Anwendung nützlich waren. Diese Situation ist anders als in der Chemie. Dort beobachtet man eine rasche Entwicklung der chemischen und pharmazeutischen Großindustrie, dies ist jedoch eine andere Geschichte.
 
 

Die neuen Kommunikationsmöglichkeiten

Güter produzieren, das bedeutet auch verkaufen. Der Kaufmann, der Unternehmer und auch der Politiker, alle diese Leute sind ständig auf Reisen und müssen miteinander in Verbindung bleiben. Die Staaten wollen ihre Armeen befördern und das Kommando will der Truppe seine Befehle übermitteln. So müssen die Transportmittel ausgebaut werden und die Telekommunikation muß immer schneller vonstatten gehen, und das mit immer mehr Sicherheit.

Im neunzehnten Jahrhundert werden immer mehr technische Verfahren entwickelt. Als erstes der optische Telegraph, ein Netz von über 4000 km Länge in Frankreich. Sodann kam der elektrische Telegraph, verbunden mit den Namen Samuel Morse, Wheatstone und Werner Siemens, und die Entwicklung ging ständig weiter und das immer schneller. Graham Bell erfindet 1876 das Telephon, das wir heute alle benutzen. Dazu kamen die drahtlose Telegraphie und überhaupt alle Funkverbindungen.

An dieser Entwicklung hat Ferdinand Braun teilgenommen, er war ein großer Erfinder, ein Vorfahre unserer modernen Kommunikationsgesellschaft, und dennoch ist er viel weniger bekannt als so mancher andere.
 

Ferdinand Braun, Leben und Werk
 

Wir leben in einem Jahrhundert ständiger technischer Neuerungen, die unser tägliches Leben verwandeln und es noch weiter tun werden. Wenige Menschen waren es, die diese Wandlung in Gang gesetzt haben. Es waren Pioniere, jedoch weder Helden noch Propheten. Sie haben viele Gegenstände unseres täglichen Lebens erfunden und auch unsere Weltanschauung verändert. Ferdinand Braun war einer von ihnen.
 
 

- 1874: Er beobachtet, daß gewisse Kristalle wie Bleiglanz dem elektrischen Strom einen größeren oder kleineren Widerstand entgegensetzen, je nachdem, wie die Richtung des Stromes ist. Mit dieser Beobachtung hat er den Gleichrichtereffekt entdeckt. Die Physik der Halbleiter, Basis der modernen Elektronik, geht auf Ferdinand Braun zurück.
- 1897: Vor hundert Jahren erfindet er die Kathodenstrahlröhre, den Grundbestandteil unserer Fernsehempfänger und vieler anderer moderner Geräte.
- 1898 wendet er sich der drahtlosen Telegraphie zu. Er verbessert den Aufbau von Sender und Empfänger durch Einbau eines abgestimmten Schwingkreises und ermöglicht damit die Funkverbindung über den Atlantik.
- 1906 arbeitet er am ersten Kristallempfänger, in den er seine Erfahrungen aus dem Beginn seiner Laufbahn einbringt. Dieses Gerät fand über lange Jahre hinweg einen großen Anklang bei Radioamateuren.

Ferdinand Braun hat daneben auch auf anderen Forschungsgebieten gearbeitet, und man sollte ihn deshalb nicht nur nach seinen größten Erfolgen beurteilen. Diese Erfolge waren begründet durch tiefe Kenntnisse in der Physik, und zwar sowohl in der Experimental- als auch in der Theoretischen Physik.

Er lebte in der Gründerzeit und hat sich aktiv an der Entwicklung verschiedener Universitäten beteiligt. Er war zweimal als Professor in Straßburg, von 1880 bis 1882 als Extraordinarius und zwischen 1895 und 1918 als Ordinarius. In der Zwischenzeit war er Professor in Karlsruhe und in Tübingen.
 
 

J. Zenneck, sein Assistent und späterer Direktor des Deutschen Museums in München, hat über ihn in seiner kurzen Biographie berichtet: " Persönlich war Braun bei seinen Kollegen, den Assistenten und Studenten sehr beliebt. Trotz alles Schweren, was auch ihm nicht erspart geblieben ist, hat er seinen Humor stets behalten. Seine witzigen Bemerkungen, sowohl in der Vorlesung als in der Unterhaltung, wirkten um so mehr, als man ihm seine eigene Freude darüber anmerkte. Wer ihm nahetreten durfte wird sich an ihn nicht nur mir Verehrung, sondern auch mit Vergnügen erinnern." Seine beiden Assistenten aus Rußland, Mandelstam und Papalexii, schrieben: "Als Persönlichkeit wirkte Braun durch seine Natürlichkeit und Freundlichkeit und durch sein außerordentliches Wohlwollen ungemein anziehend. Brauns Forschungsleistungen sichern ihm in der Wissenschaft einen hohen Ehrenplatz und alle, die das Glück hatten, mit ihm in nähere Beziehung zu treten, werden das Andenken des großen, welterfahrenen, klugen und doch so gütigen Mannes stets mit Liebe und Ehrfurcht bewahren."
 
 

Das Schicksal dieses Mannes ist verbunden mit dem eines Landes, dem Elsaß, das einmal zu Frankreich und einmal zu Deutschland gehörte. Braun ist teilweise in Vergessenheit geraten im Zusammenhang mit den Ereignissen, die die europäischen Nationen betrafen.
 
 

Eine glänzende Laufbahn

Ferdinand Braun wurde am 6. Juni 1850 im damals Kurfürstlich-Hessischen Fulda als Sohn eines Gerichtsaktuars geboren. Er begann seine Schulzeit in Fulda, wo er das Gymnasium besuchte. Nach seinem Abitur führte ihn der Weg zum Studium an die nahe gelegene Universität Marburg. Dies war die erste seiner Reisen zu vielen Universitäten, zuerst als Student bis zum ordentlichen Professor in Straßburg. Mit 18 Jahren ging er nach Berlin, wo er Physik studierte und promovierte.

Er war Assistent in Berlin und Würzburg und später (1874-77) Gymnasiallehrer in Leipzig, wo er mit den bescheidenen Laboratoriumsmitteln des Gymnasiums arbeitete. Hier interessierte er sich für die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Körper, u.a. der Bleisulfide (Bleiglanz). Er entdeckte die Gleichrichtereigenschaften dieser Kristalle. Als außerordentlicher Professor unterrichtete er dann in Marburg (1877-79) und Straßburg (1880-82). Hier arbeitete er an einer Neuformulierung der Helmholtz-Thomson Theorie. Seine Neigung für die experimentelle Physik führte ihn 1883 nach Karlsruhe, wo er die Lehre auf den Gebieten Elektrizität und Elektrotechnik modernisierte. Sein Nachfolger wurde Heinrich Hertz. Es folgen zehn Jahre (1885-95) in Tübingen. Hier entstanden eine Reihe wichtiger Arbeiten über die Löslichkeit in Flüssigkeiten und ihre Abhängigkeit vom Druck. Hier gründete er das neue Physikalische Institut. Als Experimentalphysiker entwickelte er Meßinstrumente wie zum Beispiel das Pyrometer zur Messung hoher Temperaturen und das elektrostatische Elektrometer zur Messung hoher Spannungen: Braunsches Elektrometer. Diese Apparate wurden über viele Jahre hinweg durch Vermittlung seines Bruders in den Handel gebracht (Firma Hartmann und Braun).
Schließlich kam er zum zweiten Mal nach Straßburg, wo er 20 Jahre weilte.
 

Ferdinand Braun in Straßburg

Sein Leben änderte sich als er 1895 nach Straßburg kam, wo er die wichtigsten seiner Arbeiten ausführte. Der Lehrstuhl für Physik an der Universität Straßburg war einer der angesehensten in der damaligen Zeit.

Er war 45 Jahre alt, andere hatten in diesem Alter ihre Laufbahn schon vollendet, er dagegen steht am Beginn seines Ruhms.

Zwei Jahre nach seiner Ankunft baute er seine Kathodenstrahlröhre, die heute nach ihm benannte Braunsche Röhre.
 

Sehen, was man nicht sehen kann

1895 erhält das Elektrizitätswerk Straßburg einen der ersten Wechselstromgeneratoren Europas. Im selben Jahr hat Röntgen seine "X"-Strahlen entdeckt. Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Ferdinand Braun und Wilhelm Röntgen? Die Entdeckung Röntgens eilte wie eine Sturmwelle durch die Welt der Wissenschaft, der Medizin und Technik. Mit einem Gerät - von der Wissenschaft entwickelt - konnte man jetzt ins Innere lebender Körper sehen. Bis jetzt unerreichbar für unser Auge, wird das Unsichtbare sichtbar. Auch Ferdinand Braun ist davon begeistert, er will aber auf einem anderen Gebiet arbeiten. Er will den Wechselstrom der Stadt Straßburg mit seiner Kathodenstrahlröhre sichtbar machen. Er hatte sie bei der Firma Franz Muller Geissler Nachfolger in Köln bestellt. Beim ersten Versuch mit der neuen Anlage, es war der 15. Februar 1897, sagte er zu seinen Assistenten Zenneck und Kantor: "Nur funktionieren muß sie! Meine Herren, geben Sie die Spule hinzu. Meine Herren, nehmen Sie Platz, Sie haben das Vergnügen, den Wechselstrom der Straßburger Zentrale in Person zu sehen! Auf der mit seiner Kathodenstrahlröhre verbundenen Drehspiegelanordnung erschien eine Sinus-Kurve. Der Wechselstrom des neu errichteten Elektrizitätswerks von Straßburg wird auf dem Bildschirm sichtbar.
 

Man muß noch einige Voraussetzungen erwähnen, die zu diesem Erfolg führten. Evakuierte Glasröhren mit eingeschmolzenen Hochspannungselektroden waren nicht ganz neu. Viele Physiker benutzten solche Röhren, die nach Crookes oder Hittorf benannt waren. Röntgen hat seine weitreichende neue Entdeckung mit solchen Röhren gemacht und W. Thomson entdeckte mit ihrer Hilfe das Elektron. Braun dagegen fand eine neue bahnbrechende Anwendung.

In den folgenden Jahren brachten Braun und Zenneck zusätzliche Einrichtungen an, hauptsächlich die horizontale Ablenkung und einige weitere Verbesserungen. Die Röhre konnte jetzt die Welt erobern.

Rogowski aus Aachen brachte die Entwicklung voran, 1905 führte er die geheizte Kathode ein und die elektrostatische Ablenkung. Das Fernsehen kam erst später (Zworykin 1923; Baird 1926), daneben die modernen Oszillographen. Braun aber, der keine Patente für die Übertragung von Schriftzeichen und Strichzeichnungen - ein Vorläufer des Fernsehens - aufnehmen wollte, bezeichnete diese Anwendung als "unseriös" (1906).

Brauns Assistent Zenneck hat 1950 folgendes geschrieben:

"Der Kathodenstrahloszillograph ist heute ein so selbstverständliches physikalisches Gerät geworden, daß es beinahe eine Beleidigung des Lesers wäre, wollte man darüber schreiben ¼ Noch heute, nach mehr als 50 Jahren, ist die Form der Röhre wesentlich dieselbe, wie sie von Braun angegeben wurde, wenn man auch jetzt von den Hilfsmitteln, die inzwischen entwickelt worden sind, Hochvakuum, Glühkathode, Konzentration des Elektronenstrahlbündels (schon bevor es eine Elektronenoptik gab) Gebrauch gemacht hat. Im Gegensatz zu mechanischen Oszillographen können zwei verschiedene Größen von einander unmittelbar dargestellt werden, ohne einen Umweg über die Zeitabhängigkeit beider.

Die Röhre hat ein so weites Anwendungsgebiet gefunden, wie man es zu der Zeit ihrer Erfindung nicht ahnen konnte. Sie ist heute das Universalwerkzeug geworden, wenn es sich um den zeitlichen Verlauf irgendeiner Größe handelt. Sie ist die Grundlage jeder Fernseh-Anordnung. Es gibt wohl kaum eine andere physikalische Methode, der man ein so großes Anwendungsgebiet wie der Braunschen Röhre nachrühmen könnte."

Als Zenneck diese Zeilen schrieb, wußte er noch nichts von Computern!
 
 

Die drahtlose Telegraphie

In den Jahren 1897, 1899 wurde F. Braun durch Investoren veranlaßt, Experimente über Telegraphie im Wasser zu unternehmen. Diese wurden mit Erfolg in Straßburger Kanälen durchgeführt, es wurde eine Strecke von 1800 m überbrückt. Ähnliche Arbeiten wurden an anderen Orten versucht, jedoch ohne Erfolg. Die Ursache für den Mißerfolg war, daß sich im Wasser ein Gleichstrom oder ein Niederfrequenzwechselstrom viel schlechter ausbreitet als Hochfrequenzstrom. Ferdinand Braun benutzte für seine Experimente bereits Funkengeneratoren unter Verwendung von Kondensatoren, Spulen und gekoppelten Kreisen. Ein Patent wurde aufgenommen. Mit dieser Arbeit wurde der drahtlosen Telegraphie zum Durchbruch verholfen.

Im Gegensatz zu Marconi hatte sich Ferdinand Braun bis dahin kaum mit diesem Gebiet beschäftigt. Er war bereits 47 Jahre alt, als er anfing sich dafür zu interessieren. Die berühmten Arbeiten von Hertz in Karlsruhe waren schon überall bekannt. Branly (1890), Lodge (1894), Popov (1895) und Marconi hatten damals die ersten Sender und Empfänger für die drahtlose Übertragung ausgearbeitet. Marconi war am weitesten fortgeschritten, er konnte bereits eine Nachricht über den 15 km breiten Bristolkanal (zwischen Wales und Cornwall) senden. Slaby in Deutschland erreichte eine Überbrückung von 21 km mit einer 300 m hohen Antenne.

Die Entwicklung stockte, größere Entfernungen konnten kaum überschritten werden. Alle hatten Schwierigkeiten. Ferdinand Braun führte seine Erfahrungen von der Wassertelegraphie in seine neue Sendeanlage ein. Er benutzte zwei gekoppelte Schwingkreise: der eine enthielt die Funkenstrecke, der andere die Abstrahlungsantenne. Diese Idee führte zu einem großen Erfolg. Die Wirksamkeit der Ausstrahlung nimmt wegen der Resonanzeffekte zwischen den gekoppelten Kreisen stark zu.
 
 

Dank seiner Kenntnisse im Umgang mit Funken und gekoppelten Kreisen hat Ferdinand Braun am 20. September 1898 eine Funkverbindung aufgebaut, zuerst zwischen dem Physikalischen Institut in Straßburg und der näheren Umgebung, dann mit dem 30 km entfernt gelegenen Vogesenort Mutzig. Schließlich wurde an der Nordsee zwischen Cuxhaven und Helgoland über 62 km hinweg eine klare Verbindung hergestellt. Von jetzt an beschäftigte sich Ferdinand Braun fast ausschließlich mit der drahtlosen Telegraphie.
 
 

Die 1890 zum ersten Mal eingesetzte Rahmenantenne ermöglicht eine gerichtete Ausstrahlung und einen Richtempfang. Damit werden atmosphärische Störungen unterdrückt und unerwünschter Mitempfang ausgeschaltet. Marconi übertrug diese neue Braunsche Schaltung auf seine Geräte. 1901 verbindet er Europa mit Amerika, die drahtlose Telegraphie kann nun die Welt erobern. 1909 der Triumph: die schwedische Akademie verleiht Ferdinand Braun den Nobelpreis in Physik für seine Arbeiten in Straßburg.
 
 

Auch in den folgenden Jahren betätigt er sich weiter als Hochschullehrer und Erfinder. 1899 erinnert er sich an die Zeit, in der er als Gymnasiallehrer in Leipzig weilte. Es war im Jahre 1874, als er feststellte, daß Schwefelsulfidkristalle den Strom in verschiedenen Richtungen unterschiedlich leiten. Dies ist die Eigenschaft eines Gleichrichters, Wechselstrom wird nur in einer Richtung durchgelassen. Ferdinand Braun hatte somit den Gleichrichter entdeckt, den Halbleiter, die Basis der modernen Elektronik. Mit seinem Kollegen E. Cohn in Straßburg ermittelt er die Hochfrequenzeigenschaften der Halbleiter, er fand sie für seine Zwecke sehr geeignet. Ab 1906 hat Ferdinand Braun den ursprünglich benutzten Fritter durch solche Kristalle ersetzt. Der Kristallempfänger war geboren. Es war ein großer Erfolg.
 
 

1899 finden an der Straßburger Universität die weltweit ersten Vorlesungen über Hochfrequenzphysik statt.
 
 

Die Russen N. Papalexii und N. Mandelstam werden auf Professuren berufen, sie werden enge Mitarbeiter Brauns. Viel später haben sie dann in Rußland das Radiowesen eingeführt und weiter entwickelt. Sie wurden für ihre Verdienste beim ersten Sputnikraumflug erwähnt. So erscheint Ferdinand Braun als ein Vorfahre der Weltraumfahrt.
 
 

Braun arbeitet weiter in der Grundlagenforschung, so konnte er experimentell nachweisen, daß Licht und Hertzsche Wellen den gleichen optischen Gesetzen gehorchen.

Braun als Industrieunternehmer
 
 

Braun hat eine Reihe von Meßinstrumenten entwickelt und verbessert. Sein Bruder leitete die Firma Hartmann und Braun, die Apparate von F. Braun kommerziell vermarktete. Für die Telegraphie im Wasser arbeitete er mit dem Investor Stollwerk zusammen. Diese Zusammenarbeit führte im Juli 1900 zur Gründung der neuen Braun-Siemens-Halske Gesellschaft, die später mit anderen Unternehmen verschmolz und heute noch unter dem bekannten Namen Telefunken produziert.

Der Braunsche Sender. Dieser Schwingkreis erinnert an eine Bastelei. Die Kondensatoren bestehen aus Leydener Flaschen, die Spulen aus Kupferdraht, die Funkenstrecke befindet sich darüber.

Wer hat die drahtlose Telegraphie erfunden?

Theorie und Praxis
 
 

James Clark Maxwell (1831-1879) sei als erster genannt. Seine heute berühmten Gleichungen hat er 1873 geschrieben. Damit hat er alle elektrischen und magnetischen Erscheinungen in wenigen Sätzen beschrieben. Die Lektüre seines Werkes ist schwierig, die Formulierung ist sehr mathematisiert, sie scheint wenig zu tun zu haben mit der industriellen Entwicklung der Elektrizität. In diesen Formeln kann man aber auch den Zusammenhang zwischen Licht und Elektrizität finden. Heaviside hat wenige Jahre später die Theorie neu formuliert. Einstein schrieb: "Mit Maxwell eröffnete sich eine neue Ära der Wissenschaft".

Heinrich Hertz (1857-1894), Professor in Karlsruhe, zuvor sehr gepriesener Assistent von Helmholtz in Berlin, hatte die Arbeiten von Maxwell studiert, er galt als ein vielversprechender Naturforscher. In Karlsruhe hat er die Experimente unternommen, in denen er - entsprechend der Maxwell-Theorie - die elektromagnetischen Wellen experimentell nachweisen und ihren Zusammenhang mit dem sichtbaren Licht demonstrieren konnte. Diese Hertzschen Wellen wurden durch eine Funkenstrecke produziert, also mit einem Verfahren, welches in den folgenden Jahren für die drahtlose Telegraphie benutzt wurde. Maxwell und Hertz können so als die geistigen Väter der neuen Nachrichtentechnik genannt werden. Diese Geschichte ist ein bemerkenswertes Beispiel dafür, daß Physik, und speziell das Zusammenwirken von Theorie und Experiment, der Anfangspunkt für eine neue technische Entwicklung ist.

Edouard Branly war Physikprofessor am Institut Catholique in Paris. Hier entwickelte er den "Kohèrer", auch "Fritter" genannt. Dieser bestand aus einem Glasrohr mit eingepreßten Metallspänen. Er zeigte, daß der Fritter normalerweise einen großen elektrischen Widerstand besitzt, der aber gleich Null wird, wenn in der Nähe ein Funken ausgelöst wird. Er selbst hat zunächst aber keinen Zusammenhang mit den elektromagnetischen Wellen gesehen, die Anordnung wurde jedoch sofort von vielen für die drahtlose Telegraphie benutzt.

Werner Siemens (1816-1892) erfand den elektrischen Telegraphen, er erwarb Patente, gründete industrielle Unternehmen und hat die deutsche Technik auf der ganzen Welt verbreitet, insbesondere die Starkstromelektrotechnik wurde von ihm gefördert. Er war ein genialer Erfinder.

Dem Engländer Oliver Lodge gelang die allererste Vorführung der drahtlosen Telegraphie (Reichweite 150 m). Dabei wurde eine erste praktische Anwendung des "Fritters" benutzt. Etwas später verwendete er die Antenne des Russen Alexander Popov. Anfangs dienten Antenne und "Fritter" zur Beobachtung und Lokalisierung von Gewittern auf See. Auch später machte sich Popov noch einen großen Namen auf diesem Gebiet.
 
 

Heaviside und Pupin sind bekannt für ihre theoretischen Arbeiten auf dem Gebiet der Telekommunikation. William Thomson (Lord Kelvin) hat 1875 die Gleichungen entwickelt, die als Basis der elektrischen Übertragungen gelten. Sehr bemerkenswert ist Nikola Tesla, Ingenieur aus Österreich, der als Serbe in Kroatien geboren wurde und später nach Amerika auswanderte. Er hat eine große Zahl von elektrischen Geräten entwickelt, den Wechselstrom eingeführt, den Drehstrommotor erfunden und an dem großen Abenteuer der Übertragung elektromagnetischer Wellen teilgehabt. Guglielmo Marconi gilt als der "Erfinder" der drahtlosen Telegraphie. Dafür wurde ihm, zusammen mit Ferdinand Braun, 1909 der Nobelpreis für Physik überreicht. Seit 1885 widmete sich Marconi dem Gebiet der Telegraphie mit aller Kraft, er entwickelte mit viel Geschick Sender und Empfänger. Die erste telegraphische Überbrückung des Ärmelkanals (46 km) am 25. März 1895 machte ihn berühmt. Dabei benutzte er viele Ergebnisse anderer Leute, die auf diesem Gebiet arbeiteten, und bewies im Unterschied zu diesen anderen "Erfindern" viel Geschäftssinn.

Brauns Assistent und enger Mitarbeiter Zenneck hat den Beitrag Ferdinand Brauns zur drahtlosen Telegraphie im folgenden Text beschrieben:

Im Jahre 1898, sehr bald nachdem die Versuche von Marconi bekannt und bewundert worden waren, hat Braun sich mit Fragen der drahtlosen Telegraphie beschäftigt und einen Sender entwickelt, der etwas komplizierter als der Marconi'sche, aber auch sehr viel wirksamer war. Es war der sog. gekoppelte Sender: Primärkreis war ein Kondensatorkreis mit Funkenstrecke, Sekundärkreis die Antenne, während Marconi einfach die geerdete Antenne mit einer darin enthaltenen Funkenstrecke verwendet hatte.

Der Gedanke Brauns war dabei im wesentlichen folgender: Bei dem Marconi-Sender war die Energie, die man der Antenne zuführen konnte, gegeben durch die verhältnismäßig geringe Kapazität der Antenne und die Spannung, zu der man sie aufladen konnte. Die Erhöhung von beiden unterlag praktisch erheblichen Beschränkungen. Die Verhältnisse wurden viel günstiger, wenn man die Antenne nur für die Ausstrahlung der Wellen benützte, für die Erzeugung der Schwingungen aber ein besonderes System einführte, eben den Kondensatorkreis, und die in ihm erzeugten Schwingungen durch Induktion auf die Antenne übertrug. Die Energie der Schwingungen läßt sich auf diese Weise ohne Schwierigkeit viel höher steigern, als das bei einer einfachen Antenne der Fall gewesen war. Neben dieser Überlegung ging eine zweite her, die in dem Braun'schen Patent DRP 111 578 vom 14. Oktober 1898 in den Vordergrund gerückt ist. Was in der Marconi-Antenne vorging, war damals nicht ganz klar. Man vermutete vielfach, daß die Wellenlänge sehr kurz und durch die Dimensionen an der Funkenstrecke bestimmt sei - Marconi hatte statt der gewöhnlichen Funkenstrecke zum Teil auch richtige Righi-Sender verwendet - und daß die Antenne in erster Linie dazu diene, um die an der Funkenstrecke erzeugten Wellen nach oben zu leiten und damit ihre Ausstrahlung in den Raum zu unterstützen. Im Gegensatz dazu wollte Braun bewußt mit viel größerer Wellenlänge arbeiten, wie sie nach den Untersuchungen von Feddersen durch Kondensatorkreise sicher geliefert wurden.

Die Versuche, die ich 1899-1900 auf und an der Nordsee im Auftrage von Braun machte, um die Leistung des Braun'schen Senders mit derjenigen eines einfachen Marconi-Senders zu vergleichen, ergab einwandfrei die Überlegenheit des Braun'schen Senders. Braun erhielt zusammen mit Marconi den Nobel-Preis.

Braun hat sich viel mit der Aufgabe beschäftigt, die gedämpften Schwingungen, die sein Sender liefern mußte, durch ungedämpfte zu ersetzen. Interessant ist dabei, daß er zur Lösung dieser Aufgabe eine Kathodenstrahlröhre konstruierte, um mit dieser in einer ganz klaren Rückkopplungsschaltung das Ziel zu erreichen. Erfolge hat er damit nicht gehabt und deshalb auch nichts darüber veröffentlicht, so daß diese Versuche, über die an anderer Stelle berichtet werden soll, fast unbekannt blieben.

Auch auf der Empfänger-Seite versuchte Braun saubere Verhältnisse zu schaffen. Beim Koherer, diesem Konglomerat von Locker-Kontakten, konnte man davon nicht sprechen. Man ärgerte sich über seine Launenhaftigkeit gelegentlich so, daß man beinahe vergaß, daß der Koherer durch seine Empfindlichkeit die drahtlose Telegraphie erst ermöglicht hatte. Braun suchte ihn durch ein einfaches physikalisches Gerät zu ersetzen. Er hatte schon 1874 bei Stoffen, z.B. Bleiglanz, Gleichrichtung, oder wie man damals sagte, unipolare Leitfähigkeit, nachgewiesen. Seine Überlegung war nun die, daß ein solcher Stoff einen Detektor abgeben mußte, wenn seine Gleichrichtwirkung auch noch bei hohen Frequenzen bestehen bleibt. Bis diese Kristall-Detektoren, die bekanntlich bis ungefähr 1914 die normal gebrauchten Detektoren waren und in neuester Zeit bei den Ultra-Kurzwellen wieder auf dem Plan erschienen sind, technisch ausgebildet wurden, waren Braun andere Physiker zuvorgekommen.

Daß Braun auch mit Anordnungen für die gerichtete Aussendung und den gerichteten Empfang Versuche gemacht hat, soll nur erwähnt werden. Mit einer Rahmenantenne hat er z.B. im Physikalischen Institut in Straßburg die Feldstärke des Senders auf dem Eiffelturm in absolutem Maß gemessen.

Der vergessene Urvater

In den letzten Jahren seines Lebens war Ferdinand Braun als Forscher und Erfinder hoch anerkannt. 1914 brach der schreckliche Krieg aus. Auch Ferdinand Braun wurde indirekt zum Opfer dieses Krieges: die deutsche Regierung sandte ihn nach Amerika. Die Engländer hatten einen Patentkrieg gegen die deutsche Funkstation in den noch neutralen Vereinigten Staaten angestrengt und Braun sollte als Experte an diesem Prozeß teilnehmen. Dieser fand jedoch nicht mehr statt, und auch Braun konnte nicht mehr in Sicherheit nach Deutschland zurückkehren. Zuerst mit viel Würde empfangen (zum Beispiel beim Jahrestreffen des Institute of Radio Engineers in New York am 24. April 1915) bekam er, nach dem Kriegseintritt Amerikas, den Sonderstatus eines "feindlichen Ausländers", glücklicherweise durfte er sich aber trotzdem ziemlich frei bewegen.

Am 20. April 1918 starb er in Brooklyn infolge einer langjährigen Krankheit. Sein Tod wurde kaum wahrgenommen.

Straßburg kam zu Frankreich zurück, die neue französische Universität nahm den Platz der ehemaligen Kaiser Wilhelm Universität ein. In Frankreich blieb Braun danach so gut wie unbekannt. Und Deutschland war mit anderen Sorgen beschäftigt als mit Erinnerungen an vergangene Forscher.

Erst 1965 erschien die umfangreiche Biographie von Friedrich Kurylo über Ferdinand Braun. Im Vorwort der englischen Ausgabe kann man lesen:

"Ferdinand Braun war einer der großen Wissenschaftler unserer Zeit. Er entdeckte den Gleichrichtereffekt, die Basis der Halbleiterelektronik; er lieferte erhebliche Beiträge zur Thermodynamik und entwickelte magnetische Bauelemente; er erfand die Kathodenstrahlröhre und brachte die Radiotelegraphie so weit vorwärts, daß ihm zusammen mit Marconi 1909 der Nobelpreis in Physik überreicht wurde. Er war als Privatmann sehr bescheiden und seit seinem Tod in einem feindlich gesinnten Ausland ist er auf unverständliche Weise in Vergessenheit geraten sowohl bei Seinesgleichen als auch bei den Geschichtsschreibern ¼

¼ Am Tiefpunkt seiner Berühmtheit angelangt - krank, gealtert, verdächtigt, und vergessen - starb dieser edle Lehrer, Erfinder und Wohltäter der Menschheit im April 1918" (Bernd Dibner).

Ferdinand Braun war sehr begabt. Er war seit Beginn ein Physiker der neuen Zeit. Seine zum Teil hervorragenden Lehrer gehörten zwar noch der alten Zeit an, er selbst aber hatte das größte Interesse für die neuen theoretischen Aspekte der Physik, z.B. machte er sich die Mathematik der Schwingungen zu eigen. Er war aber auch ein hervorragender Experimentator, der selbst seine Apparate erdachte und baute. Man darf hier wohl sagen, daß er ein genialer Bastler war, der seine Instrumente selbst fertigte um Theorien und Hypothesen der Physik experimentell nachzuweisen. Dazu sollte man seinen Nobelpreisvortrag lesen, dort wird es klar gesagt. Das Zusammentreffen dieser Eigenschaften, hervorragender Physiker in Theorie und Praxis, zusammen mit seinen Industriekontakten, machte ihn besonders dafür geeignet, sich an der Entwicklung der drahtlosen Telegraphie zu beteiligen. Seine Mitbewerber auf diesem Gebiet waren dem oft nicht gewachsen. Zum Teil wurde er aber, wie andere auch, ein Opfer der kolossalen Entwicklung dieser Erfindung. In allen Ländern arbeitete man eifrig am Fortschritt der Radiotechnik, umsomehr, als kolossale politische, militärische und wirtschaftliche Interessen damit verbunden waren. Im Jahre 1906 erfand Lee de Forest die Triode. Damit ergaben sich ganz neue Möglichkeiten im Bau von Sendern und Empfängern. Durch die Funkentechnik konnten nur gedämpfte elektromagnetische Wellen erzeugt werden (mit dieser Problematik hat sich Braun viel beschäftigt), dagegen können mit der neuen Technik ungedämpfte Schwingungen erzeugt werden. Nun konnte man "funken ohne Funken", diesen Wunsch hat Braun bereits in seiner Nobelansprache ausgedrückt. 1920 wurden die ersten Rundfunksender installiert. 1927 entwickelt Zworykin die Grundlagen des Fernsehens und die Braunsche Röhre kam damit wieder zu Ansehen. Die Halbleiterdioden fanden bereits in den vierziger Jahren in der Elektronik eine intensive Anwendung, und dann kam 1948 der Transistor zur Welt. W. Shockley, J. Bardeen und W.H. Brattain wurden 1956 dafür mit dem Nobelpreis geehrt. Man erinnerte sich bei dieser Gelegenheit an Braun, der als ersten die Halbleitereigenschaften dieser Stoffe entdeckt hatte.

Ferdinand Braun war ein Gelehrter in einer für uns fernen Zeit. Er hat als erster Techniken erfunden, die dann von vielen anderen ausgebaut wurden, Techniken, die nicht nur einen Fortschritt bedeuten, sondern eine gewaltige Umwälzung unserer Gesellschaft bewirkten. Er konnte diese Veränderungen natürlich nicht ahnen, wir aber können uns heute die Gesellschaft ohne diese Errungenschaften kaum vorstellen.

Ferdinand Braun war ein Deutscher im von Deutschland annektierten Elsaß. Es war lange Zeit unmöglich, in Straßburg über diesen großen Mann zu reden. Heute leben wir in der Zeit der Deutsch-Französischen Verständigung. Wir wünschen, daß Ferdinand Braun, ohne daß er es ahnen konnte, hier ein kleines Glied dieser Verständigung sein möge. In diesem Sinne haben wir gehandelt, als wir diese Erinnerungs-Ausstellung gestaltet haben.  

1850	Karl Ferdinand Braun geboren in Fulda
1866	Erste Veröffentlichung - Chemie
1868 - 1870	Studium in Marburg und Berlin
1870 - 1874	Assistent in Berlin und Würzburg
1872	Habilitation bei Helmholtz
1873 - 1876	Gymnasiallehrer in Leipzig
1877	Veröffentlichung über den Gleichrichtereffekt
1877 - 1879	Professor in Marburg
1880 - 1882	Professor in Straßburg
1883 - 1885	Professor in Karlsruhe, Vorgänger von H. Hertz
1885 - 1895	Professor in Tübingen
1895 - 1918	Ferdinand Braun in Straßburg, Nachfolger von Kohlrausch
1897	Kathodenstrahlröhre
1897	Telegraphie im Wasser
1899	Zenneck, Brauns Assistent, führt die horizontale Ablenkung ein
1899	Drahtlose Telegraphie in Cuxhaven
1899	Braun führt den Kristalldetektor ein
1905	Rektor an der Universität Straßburg
1909	Nobelpreis in Physik zusammen mit G. Marconi
1918	Verstorben in Brooklyn (New York)

 

Georges Frick

A. Schmitt Président de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg
J.-P. de Gaudemar Recteur de l'Académie de Strasbourg
V. Debisschop Déléguée Régionale Alsace - CNRS
L. Buisson Délégué Régional de la Recherche et de la Technologie en Alsace
A. Zeller Président du Conseil Régional d'Alsace
D. Hoeffel Président du Conseil Général du Bas Rhin
C. Trautmann Maire de Strasbourg
J.-C. Sens Directeur de l'UFR de Physique de Strasbourg
W. Shea Directeur de l'IRFEST de Strasbourg
H.W. Ludwig Recteur de l'Université de Tübingen
S. Wittig Recteur de l'Université de Karlsruhe
W. Hamberger Maire de Fulda
A. Kleinert Professeur à l'Université de Halle
M. Noyelle Directeur d'Electricité de Strasbourg