Big Bang HTL 3, Schulbuch

Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) 89 Informationsübertragung durch EM-Wellen 10 Menschen haben das Bedürfnis zu kommunizieren, auch über größere Entfernungen hinweg. Wie schlägt man aber der Distanz ein Schnippchen? In der Antike gab es dazu Rufposten, die in Hörweite standen und die Information einfach weiterbrüllten. Auch mit Fackelsignalen wurde gearbeitet. Das sind die Vorläufer der Telekommunikation (griech. tele = fern, lat. communicare = mitteilen). Heute benutzt man dazu die lichtschnellen elektromagnetischen Wellen, die quasi die Information huckepack tragen. Die technischen Entwicklungen sind extrem rasant. Was gestern noch hoch innovativ war, ist heute Standard und morgen hoffnungslos veraltet, etwa am Handysektor (Abb. 10.1). Neben den Dingen, die sich rasant ändern, gibt es aber bei der Informationsübertragung durch EM-Wellen grundlegende Technologien, und um die geht es vor allem in diesem Kapitel. Abb. 10.1: Die Urmutter aller Handys: 1983 kam das erste kommerzielle Handy von Motorola auf den Markt. Es hatte 0,8kg und die beeindruckenden Maße von 33 × 4,5 × 9 cm. Der Kaufpreis betrug satte 4.000 Dollar. Ein Jahr nach dem Marktstart besaßen trotzdem weltweit rund 300.000 Menschen dieses Handy. 10.1 Hertz und Marconi Eine kurze Geschichte des Funks In diesem Abschnitt geht es um die beiden Pioniere der Telekommunikation: um Heinrich Hertz und G UGLIELMO M ARCONI . Die Geschichte der drahtlosen Kommunikation durch EM-Wellen begann 1886, als der Deutsche H EINRICH H ERTZ die- se künstlich erzeugen und nachweisen konnte. Er ist quasi der Vater der Telekommunikation. Hertz verwendete aber nicht die heute üblichen rückgekoppelten Schwingkreise (Kap. 7.3, S. 70), sondern regte die EM-Wellen mit Hilfe eines Funkens an (Abb. 10.2). Obwohl diese Technik schon lange nicht mehr verwendet wird, spricht man trotzdem noch heu- te von Rund funk und Funk technik ( F1 ). Hertz wies nach, dass sich die von ihm erzeugten EM-Wellen wie Licht verhal- ten, also etwa reflektiert oder gebrochen werden können, und konnte somit Maxwells Vorhersagen (S. 69) glänzend bestätigen ( F2 ). Der Italiener G UGLIELMO M ARCONI setzte die Hertz’schen Versu- che fort (Abb. 10.3). Er baute in den Senderstromkreis einen Taster ein und konnte so Morsesignale übertragen, ohne auf Telegrafenleitungen angewiesen zu sein. 1901 überbrückte er mit einer Funkverbindung eine Strecke von 3400 km von Europa über den Atlantik nach Kanada. 1909 erhielt er für seine Erfindung den Nobelpreis. Die Bedeutung dieser Technologie wurde schnell erkannt, und Industrie wie Man spricht vom Rund funk, wenn man Radioübertra- gungen meint, und von Funk technik, wenn man etwa Walky Talkys meint. Woher kommt der Begriff „Funk“? Wer sagte die Existenz von EM-Wellen vorher? Wer konnte diese Vorhersage experimentell belegen? Lies ab S. 66 in Kap. 7.1 nach! Wie wird die Hochspannung von etwa 15.000V erzeugt, die man für die Zündkerzen im Ottomotor benötigt? Lies nach in Kap. 5.6, S. 54. F1 A2 F2 A2 F3 A2 Militär steckten viel Geld in deren Verbesserung. Ab 1920 gab es in den USA und ab 1924 auch in Österreich die ersten Rundfunkstationen mit regelmäßigem Programm. Abb. 10.2: Prinzip des Versuchs von Heinrich Hertz: Mit einer Art Zündspule wird ein Funken erzeugt. Dieser löst in den Antennen Ladungsschwingungen aus – EM-Wellen entstehen. Wenn die Empfangsstation in Resonanz gerät, dann springt zwischen den Metallkugeln ebenfalls ein Funke über. Abb. 10.3: Marconi mit seiner Erfindung: Links unten kann man gut die beiden Kugelkondensatoren der Sendeantenne erkennen (siehe auch Abb. 10.2). Zusammenfassung H EINRICH H ERTZ und G UGLIELMO M ARCONI erzeugten die EM-Wel- len mit elektrischen Funken, woraus sich heutige Begriffe wie Rundfunk oder Funktechnik ableiten. Z A V Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv