125 Jahre Entdeckung der elektromagnetischen Wellen

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Mit dem Handy telefonieren, E-Mails von unterwegs checken, im Auto die Nachrichten hören: Möglich macht dies ein grundlegender physikalischer Effekt, den Heinrich Hertz vor 125 Jahren in Karlsruhe entdeckte: die elektromagnetische Welle.

Heinrich Hertz, Bild: Washington, D.C. Underwood & Underwood / Wikipedia
Heinrich Hertz, Bild: Washington, D.C. Underwood & Underwood

Seine Experimente führte Hertz über mehrere Wochen in einem Hörsaal der damaligen Technischen Hochschule durch, dem heutigen Heinrich-Hertz-Hörsaal des Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Als Sender verwendete Hertz eine Kugel-Funkenstrecke in einem schwingenden elektromagnetischen Dipol. Als Empfänger diente ein geschlitzter Drahtring, in dem er immer dann Funken beobachtete, wenn auch am Sender ein Überschlag stattfand.

Damit wurde am 11. November 1886 erstmals die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle im Versuch beobachtet und die Maxwellsche Nahwirkungstheorie der Elektrodynamik bestätigt. In weiteren Experimenten mit Spiegeln und stehenden Wellen konnte Hertz später zeigen, dass er Wellen mit einer Wellenlänge von 30 bis 100 Zentimetern und Frequenzen zwischen 1000 und 300 MHz erzeugt hatte. Damit wurde Hertz zum Begründer der Hochfrequenz- und der Funktechnik, die nach ihm Guglielmo Marconi, Alexander Popow und Ferdinand Braun in die Anwendung brachten. Heinrich Hertz zu Ehren ist die Maßeinheit der Frequenz, das Hertz, Hz, benannt.

“Karlsruhe war für Hertz die erste Sprosse in der Karriereleiter”, sagt Dr. Klaus Nippert, Leiter des KIT-Archivs. In Karlsruhe hatte Hertz zwischen 1885 und 1889 seine erste Stelle als ordentlicher Professor. Damit verfügte er über ein auskömmliches Gehalt und konnte auf die vorhandene physikalische Sammlung zurückgreifen. Hertz Vorgänger im Amt war Ferdinand Braun, Nobelpreisträger 1909 und Erfinder der Kathodenstrahlröhre, die später als Oszilloskop und Fernsehröhre weite Verbreitung fand.

“Privat gelang Hertz in Baden der Schritt aus der Jungesellenexistenz”, so Nippert. Er heiratete die Tochter eines Kollegen und gründete eine Familie. Mit seiner Frau Elisabeth und Tochter Johanna verließ Heinrich Hertz Karlsruhe nach vierjährigem Wirken in Richtung Bonn, nachdem er Berufungen nach Berlin, Gießen und Amerika abgelehnt hatte. Jedoch bereits im Jahre 1894 starb Hertz als 36-Jähriger in Bonn an einer Blutvergiftung. Seine letzte Ruhestätte fand er in seiner Geburtsstadt Hamburg.

“Die Suche nach elektromagnetischen Wellen war für das ausgehende 19. Jahrhundert das, was für uns heute die Suche nach der Dunklen Materie oder der Neutrinomasse ist”, kommentierte Volker Krebs, emeritierter KIT-Professor und Vorsitzender der Heinrich-Hertz-Gesellschaft. Ob elektromagnetische Wellen mit endlicher Wellenlänge existieren, war zwischen den Experten die am heißesten diskutierte Frage der Grundlagenforschung. “Mit seinen Messungen konnte Hertz die sogenannte Nahewirkungstheorie bestätigen und zeigen, dass sich elektromagnetische Effekte mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten”, sagt Krebs. “Diese zunächst anwendungsfreie Grundlagenerkenntnis vor 125 Jahren ist heute Basis jedes Handytelefonates und jeder Rundfunkübertragung.”