Ferdinand Braun

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Karl Ferdinand Braun(*6. Juni1850inFulda;†20. April1918inNew York) war ein deutscherPhysiker,Lehrer,ElektrotechnikerundNobelpreisträger(1909, gemeinsam mitGuglielmo Marconi), der in besonderem Maße daran mitwirkte, die vonHeinrich Hertz1888 experimentell nachgewieseneelektromagnetische Strahlungnachrichtentechnisch nutzbar zu machen. Auch sehr bekannt wurde er durch die Erfindung derHalbleiterdiode,nachdemFrederick Guthrieeinen anderen, auf Hitze basierendenGleichrichtereffektentdeckte.

Biografie

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Ferdinand Braun, 1909

Familie und Ausbildung

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Geburtshaus von Karl Ferdinand Braun, Fulda

Als sechstes von sieben Kindern deskurhessischenGerichtsbeamten Konrad Braun besuchte Ferdinand dasDomgymnasium Fulda.[1]Nach dem Abitur studierte er 1868/69MathematikundNaturwissenschaftenan derPhilipps-Universität Marburg.1868/69 wurde erKonkneipant,am 6. Mai 1878CorpsschleifenträgerderTeutonia Marburg.[2][3]DemCorpsgehörten auch seine BrüderPhilippundAdolfan. Sein ältester Bruder warWunibald Braun,der Mitgründer der FirmaHartmann & Braun.

1869 ging Braun nach Berlin, wo er im Privatlabor vonHeinrich Gustav Magnusarbeiten durfte, was als besondere Auszeichnung galt. Nach Magnus’ Tod im Frühjahr 1870 setzte Braun seine Studien beiGeorg Hermann Quinckefort. ÜberSaitenschwingungenpromovierteer 1872 zum Doktor der Physik (Dr. phil.)[4]bei Quincke und folgte diesem als Assistent von 1872 bis 1874 an dieUniversität Würzburg.[5]Im Jahre 1885 heiratete Braun Amélie Bühler aus dem badischen Lahr; sie bekamen zwei Söhne und zwei Töchter.

Tätigkeit als Lehrer

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Braun legte 1873 inMarburgdas Staatsexamen für Gymnasiallehrer ab und nahm im folgenden Jahr eine Anstellung als zweiter Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften an derThomasschuleLeipzigauf. Dort betrieb er nebenbei wissenschaftliche Untersuchungen der Schwingungs- und Stromleitung, wobei ihm die Entdeckung derHalbleiter-Diodegelang. Zu dieser äußert er sich in denAnnalen der Physik und Chemievon 1874: „… bei einer großen Anzahl natürlicher und künstlicher Schwefelmetalle… der Widerstand derselben verschieden war mit Richtung, Intensität und Dauer des Stroms. Die Unterschiede betragen bis zu 30 % des ganzen Wertes “.

DieserGleichrichtereffektanBleisulfidkristallenwidersprach demOhmschen Gesetz.Eine Erklärung fand Braun trotz intensiver Forschung nicht – das gelang erst im 20. Jahrhundert nach der Entwicklung derQuantenphysik.

In Leipzig erschien 1876 sein einziges Buch: „Der junge Mathematiker und Naturforscher – Einführung in die Geheimnisse der Zahl und Wunder der Rechenkunst “, das 2018 wiederaufgelegt wurde.

Tätigkeit als Professor

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1877 wurde Braun zum außerordentlichen Professor fürTheoretische Physikin Marburg ernannt. Er ging 1880 nach Straßburg und erhielt 1883 eine ordentliche Professur fürPhysikan derUniversität Karlsruhe.Hier entwickelte er 1884 das ElektrischePyrometer.1884 erhielt er einen Ruf derEberhard-Karls-Universität Tübingenund wirkte dort ab 1. April 1885 in leitender Funktion an der Gründung und dem Aufbau des Physikalischen Instituts mit. Hier beschrieb er 1887 auch dasLe Chatelier-Braun-Prinzip (Prinzip vom kleinsten Zwang) und entwickelte das BraunscheElektrometer.Kurz darauf erfolgte 1889 die erste Demonstration derBraunschen Röhre,die noch eine kalte Kathode besaß und nur ein geringfügiges Vakuum aufwies. 1895 wurde er Direktor des Physikalischen Instituts undProfessorderKaiser-Wilhelms-Universität Straßburg.Nach der Erfindung der drahtlosen Telegraphie 1898 gehörte er zu den Mitbegründern der Funkentelegraphie GmbH in Köln. Kurze Zeit darauf, im Jahre 1903 war er Mitbegründer des UnternehmensTelefunkenin Berlin. 1905/06 war erRektorder Universität Straßburg.[6]Im Jahre 1906 war er an der Entwicklung des ersten Kristallempfängers mitbeteiligt.

Braun galt unter seinen Studenten als Meister des verständlichen Vortrags und des auch für Laien spektakulären Experiments, ein Stil, der sich auch schon in seinem schon erwähnten Lehrbuch „Der junge Mathematiker und Naturforscher “, dessen Inhalt locker und teilweise humorig daherkommt, gezeigt hatte. Zudem verfasste er zahlreiche Beiträge für die SatirezeitschriftFliegende Blätter.

Von seinen Schülern sindJonathan Zenneck,ein Pionier derIonosphärenforschung,sowieLeonid Isaakowitsch Mandelstamund Nikolai Dmitrijewitsch Papalexi als Begründer der russischenHochfrequenztechnik,hervorzuheben.Max DieckmannwarDoktorandund Assistent bei ihm.

Ehrungen

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Ferdinand-Braun-Denkmal in Fulda

Erfindungen und Entwicklungen

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Braunsche Röhre

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Die noch heute anhaltende Bekanntheit verdankt Braun seinerKathodenstrahlröhre,die nach ihm auch oftBraunsche Röhregenannt wird. Heute versteht man darunter stets eine Hochvakuum-Röhre, in der ein Elektronenstrahl in Horizontal- und Vertikalrichtung abgelenkt werden kann. Die erste Version, sie entstand 1897 in Straßburg, fiel aber bei weitem noch nicht so perfekt aus: sie besaß nur eine kalteKathodeund ein mäßiges Vakuum, was 100.000 VBeschleunigungsspannungerforderte, um eine Leuchtspur des magnetisch abgelenkten Strahls erkennen zu können. Auch betraf die magnetische Ablenkung nur eine Richtung, die andere lief über einen vor der Leuchtfläche aufgebauten Drehspiegel ab. Die Industrie interessierte sich aber sofort für diese Erfindung, weswegen sie umgehend weiterentwickelt werden konnte. Schon 1899 führte Brauns Assistent ZenneckKippschwingungenzur magnetischen Y-Ablenkung ein, später folgten Glühkathode,Wehnelt-Zylinderund Hochvakuum. Diese Röhre konnte nicht nur fürOszilloskopeverwendet werden, sondern wurde erstmals durchManfred von Ardenneauch als ein grundlegendes Bauteil bei der ersten vollelektronischen Fernsehübertragung am 14. Dezember 1930, als sogenannte Bildröhre fürFernsehgeräteverwendet, obwohl Braun diese selbst als für das Fernsehen ungeeignet bezeichnet hatte.

Funkempfänger

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Mit Erfindung seiner Röhre begann Braun auch auf dem Gebiet der drahtlosenTelegrafiezu forschen. Ein Problem in der Funktechnik bestand in einem zuverlässig funktionierenden Empfänger: Braun war es als Physiker gewohnt, sich mit reproduzierbaren Versuchsbedingungen zu beschäftigen, diesen Bedingungen entsprachen die damals üblichenKohärer-Empfänger aber kaum. So ersetzte Braun den Kohärer durch einenKristalldetektor,was damals einen großen Fortschritt in der Empfindlichkeit der Empfänger brachte – auch wenn der Kristalldetektor immer wieder neu eingestellt werden musste. Erst dieElektronenröhrekonnte den Kristalldetektor ablösen, der aber – neben beispielsweiseGermaniumdioden– weiterhin für einige Zeit in einfachen Empfängern Verwendung fand. Auch die ersten UKW-Radaranlagen nutzten noch einen Detektor.

Der technikbegeisterte Kölner SchokoladeproduzentLudwig Stollwerckgründete Ende 1898 in Köln ein Konsortium zur Verwertung der Braun’schen Patente. Stollwerck brachte 560.000 Mark Gesellschaftskapital ein. Nach Erreichen der Funkverständigung über eine größere Entfernung wurde das Konsortium in die „Professor Braun’s Telegraphie Gesellschaft GmbH “umgewandelt, aus der später dieTelefunken AGhervorging. 1900 stellte Stollwerck den Kontakt zu ProfessorAugust Raps,Vorstand der „Telegraphen-Bauanstalt Siemens & Halske “her, die später den Apparatebau übernahm.

Funksender

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Der Braun-Sender
24. September 1900, Funkbrücke Cuxhaven – Helgoland Köpsel, Braun, Zenneck
Von Ferdinand Braun mitentwickelte „fahrbare Station für drahtlose Telegraphie zu mili­tärischen Zwecken “(1903)

Sendeseitig konnte Braun der Funktechnik ebenfalls zu gewaltigen Fortschritten verhelfen: Guglielmo Marconi hatte seinen Sender vorwiegendempirischzustande gebracht, so dass ihn Braun mit Betrachten des physikalischen Hintergrunds verbessern konnte. WarenSchwing-und Antennenkreis ursprünglich eins, so trennte Braun diese beiden Teile. Nun gab es einen Primärkreis, bestehend aus Kondensator und Funkenstrecke, und einen daraninduktiv gekoppeltenAntennenkreis,wodurch sich damit die ausgesendete Energie in diesem System steigern ließ.

So kam es schon 1898 zu derart leistungsfähigen Anlagen, dass der Begriff „Ferntelegrafie “seine Berechtigung erhielt: konnten bislang nur bis zu 20 km überbrückt werden, stiegen die Entfernungsrekorde von Monat zu Monat. Am 24. September 1900 gelang eine Funkbrücke zwischen Cuxhaven und Helgoland über eine Entfernung von 62 km.[9] Am 12. Dezember 1901 empfing Marconi Funksignale von seiner StationPoldhu(Cornwall) auf demSignal Hill bei St. Johns, Neufundland.Marconi verwendete einen Sender in Braun-Schaltung. Ob dieser Empfang tatsächlich möglich gewesen ist, ist in der Literatur umstritten.

Parallel dazu versuchte Braun, dieKnallfunken-Technikzu ersetzen, welche nur gedämpfte Schwingungen erzeugte. Es gelang ihm mit Wechselstromgeneratoren, die ungedämpfte Schwingungen erzeugten, während ihm eineRückkopplungsschaltungmitElektronenröhrennoch nicht gelang.

Zusammen mitGeorg Graf von ArcoundAdolf Slabygehörte Ferdinand Braun zu den Entwicklern des Konzepts von „fahrbaren Stationen für drahtlose Telegraphie zu militärischen Zwecken “, das 1903 in einer praktischen Umsetzung durchAEGundSiemens & Halskemündete. Das System bestand aus zwei von Pferden gezogenen Wagen („Vorder- und Hinterwagen “), wobei im Vorderwagen alle Sende- und Empfangsapparate sowie eine Batterie, im Hinterwagen Hilfs- und Resevemittel sowie eine Reservebatterie untergebracht waren. Dies ermöglichte in schwierigem Gelände eine Trennung der Wagen, weil die Station auch mit dem Vorderwagen allein betrieben werden konnte.[10]

Antennen

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Ein frühes Problem desRichtfunks,die gezielte Ausrichtung von Sende- und Empfangsantenne zueinander, beschäftigte Braun ebenfalls sehr. So war er einer der ersten, denen einegerichtete Abstrahlunggelang. Er optimierte die Wirkung von Antennen anhand von Berechnungen.[11][12]

Braunsches Elektroskop

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Braun gilt als Erfinder des Zeigerelektroskops,das daher nach ihm benannt ist.[13]

Telefunken

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Braun gehörte zu den Mitbegründern der Funkentelegrafie GmbH in Köln (1898) und der Gesellschaft für drahtlose TelegrafieTelefunkenin Berlin (1903). Letztere führte ihn 64-jährig und mit angeschlagener Gesundheit nach New York: Die Großfunkstelle Sayville, das Pendant zuNauen,sollte aufgrund von Patentstreitigkeiten ihren Betrieb einstellen. Der Prozess zog sich hin, woraufhin Braun vom Kriegseintritt der USA überrascht wurde und deswegen nicht mehr zurückreisen durfte.

Letzte Jahre und Tod

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Todesanzeige von Siemens & Halske und Telefunken für Ferdinand Braun
Grabstätte von Karl Ferdinand Braun, Fulda

Während desErsten Weltkriegslebte er als Kriegsinternierter[14]weitgehend ungestört in Brooklyn, bis er am 20. April 1918 an den Folgen eines Unfalls starb.

Sein Wunsch war es, in seiner Heimatstadt Fulda beigesetzt zu werden. Da eine Überführung während des Ersten Weltkrieges nicht möglich war, gelang es seinem Sohn Konrad erst im Jahre 1921, die Urne mit den sterblichen Überresten nach Fulda zu überführen. Die Beisetzung fand am 4. Juni 1921 statt. Es waren nur wenige Menschen erschienen, da zur gleichen Stunde die Hauptkundgebung eines Diözesan-Katholikentages stattfand. Der Magistrat war nur durch einen untergeordneten Beamten vertreten.

Werke

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  • Der junge Mathematiker und Naturforscher. Geheimnisse der Zahl und Wunder der Rechenkunst.Otto Spamer,Leipzig 1876 (online), aus der Reihe „Illustrierte Jugend- und Hausbibliothek “– gekürzte Neuauflage mit einer Einführung von Hans-Erhard Lessing, rororo 60808, Reinbek bei Hamburg 2000,ISBN 3-499-60808-1.
  • Drahtlose Telegraphie durch Wasser und Luft.Veit & Company,Leipzig 1901 (online) – Nachdruck der Originalausgabe bei Severus, Hamburg 2010,ISBN 978-3-942382-02-1.

Literatur und Medien

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Commons:Karl Ferdinand Braun– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikisource: Ferdinand Braun– Quellen und Volltexte

Einzelnachweise

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  1. ↑Conny Gies:Ferdinand Braun – ein genialer Fuldaer Erfinder.In: Susanne Bohl und andere (Hrsg.):Fulda. 50 Schätze und Besonderheiten.Michael Imhof Verlag, Petersberg 2016,ISBN 978-3-7319-0425-0,155–158.
  2. ↑Blaubuch des Corps Teutonia zu Marburg 1825 bis 2000
  3. ↑Kösener Corpslisten 1930, 104/530
  4. ↑Ferdinand Braun:Ueber den Einfluss von Steifigkeit, Befestigung und Amplitude auf die Schwingungen von Saiten.Berlin 1872,doi:10.18452/114(Dissertation, Friedrich-Wilhelms-Universität zu Berlin).
  5. ↑Universität Würzburg (Fakultät für Physik und Astronomie):Karl Ferdinand Braun. Biografie.
  6. ↑Rektoratsrede (HKM)
  7. ↑Mitglieder der Vorgängerakademien.Karl Ferdinand Braun.Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften,abgerufen am 1. März 2015.
  8. ↑Feierliche Promotion zu Ehrendoktoren der Wiener Technischen Hochschule.:Zeitschrift des österr. Ingenieur- und Architekten-Vereines,Jahrgang 1917, S. 665 (online beiANNO).Vorlage:ANNO/Wartung/zia
  9. ↑Ferdinand Braun:Drahtlose Telegraphie durch Wasser und Luft.Veit & Comp., Leipzig 1901. Nachdruck: Severus-Verlag, Hamburg 2010,ISBN 978-3-942382-02-1.
  10. ↑Die drahtlose Telegraphie im Armeedienste.:Elektrotechnik und Maschinenbau,Jahrgang 1903, S. 296 (online beiANNO).Vorlage:ANNO/Wartung/zfe
  11. ↑Funkentelegraphie und -telephonie. Über den Ersatz offener Strombahnen durch geschlossene in der drahtlosen Telegraphie.:Elektrotechnik und Maschinenbau,Jahrgang 1914, S. 781 (online beiANNO).Vorlage:ANNO/Wartung/emb
  12. ↑Funkentelegraphie und -telephonie. Zur Berechnung von Antennen.In:Elektrotechnik und Maschinenbau,Jahrgang 1915, S. 149 (online beiANNO).Vorlage:ANNO/Wartung/emb
  13. ↑Sven H. Pfleger:Aus dem Physiksaal: Grundlagen und Experimente der klassischen Schulphysik,Seite 172. Teilweise Online verfügbar beiGoogle-Books
  14. ↑Gottlieb Tesmer, Walther Müller:Ehrentafel der Thomasschule zu Leipzig. Die Lehrer und Abiturienten der Thomasschule zu Leipzig 1912–1932.Im Auftrag des Thomanerbundes, Selbstverlag, Leipzig 1934, S. 1.
Personendaten
NAME Braun, Ferdinand
ALTERNATIVNAMEN Braun, Karl Ferdinand
KURZBESCHREIBUNG deutscher Physiker, Nobelpreis für Physik 1909
GEBURTSDATUM 6. Juni 1850
GEBURTSORT Fulda
STERBEDATUM 20. April 1918
STERBEORT New York City
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