Der Vater der Braun'schen Röhre Ein Gentleman der Funktechnik: Zum 175. Geburtstag von Ferdinand Braun

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Er erfand die Kathodenstrahlröhre, erweiterte die Reichweite des Radios und schrieb nebenbei für eine Satirezeitschrift. Zum 175. Geburtstag: Ferdinand Braun, der Physiker mit Humor. Ein Blick auf sein Leben und sein Werk

Der Nobelpreisträger Ferdinand Braun, mit vollem Namen eigentlich Karl Ferdinand Braun, prägte um die 19. Jahrhundertwende zusammen mit weiteren Forschern und Wissenschaftlern wichtige Gebiete der Elektrotechnik, vordergründig der Funktechnik. Wir blicken auf sein Leben sowie seine Erkenntnisse und Erfindungen zurück.

Ein Anlass ist dabei für uns auch sein 175. Geburtstag, denn geboren wurde Ferdinand Braun im osthessischen Fulda am 6. Juni 1850. Zu diesem Zeitpunkt hatte er fünf Geschwister – ein weiteres sollte noch folgen. Sein Vater war Konrad Braun, ein Gerichtsbeamter im Dienste des damaligen Kurfürstentums Hessen. Die Position seines Vaters ermöglichte es Ferdinand Braun, im Domgymnasium Fulda sein Abitur abzulegen und 1868 ein Studium an der Philipps-Universität in der knapp 70 Kilometer nordwestlich von Fulda gelegenen Universitätsstadt Marburg zu beginnen.

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Als Fachgebiete suchte er sich Mathematik und Naturwissenschaften aus und schloss sich der Studentenverbindung Teutonia Marburg an, in der seine älteren Brüder Philipp und Adolf bereits Corpsmitglieder waren. Es verschlug Ferdinand Braun allerdings bereits im Jahr 1869 nach Berlin, da er dort die Gelegenheit, man müsste sogar eher sagen, die Ehre hatte, das Labor des damals recht bekannten Physikers Heinrich Gustav Magnus nutzen zu dürfen. Dies war für einen so jungen Studenten eine absolute Besonderheit.

Akademische Anfänge und Halbleiterdiode

Im Frühjahr 1870 verstarb Heinrich Gustav Magnus. Ferdinand Braun wurde dann vom Physiker Georg Hermann Quincke unter seine Fittichen genommen und forschte weiterhin in seinen gewohnten Feldern. Sein Interesse galt den physikalischen Erkenntnissen rund um Schwingungen. Er promovierte im Jahr 1872 zum Thema Saiten-Schwingungen und wurde Quinckes Assistent, mit dem er im selben Jahr an die Universität Würzburg wechselte. Parallel dazu erlangte Ferdinand Braun im Jahr 1873 an der Universität Marburg das Staatsexamen für Gymnasiallehrer, und da er sich für eine Anstellung als Lehrer in Leipzig entschied, verließ er den Assistentenposten bereits im Jahr 1874.

Er lehrte fortan an der Thomasschule in Leipzig die Fächer Mathematik und Naturwissenschaften. Die Möglichkeiten, die die Ausstattung der Schule boten, kamen ihm zudem entgegen, denn er betrieb parallel zu seinem Lehrauftrag weiterhin Forschungen zur Schwingungsthematik, was er zudem mit elektrischem Strom verband. 1874 entdeckte Ferdinand Braun den Gleichrichtungseffekt bei Halbleitermaterialien; eine Beobachtung, die später zur Entwicklung der Halbleiterdiode führte.

Denn nach damaligen Erkenntnissen gab es je nach Materialbeschaffenheit zwar verschiedene Widerstände. Braun entdeckte aber, parallel zu weiteren Wissenschaftlern, dass einige Stoffe den Strom je nach Fließrichtung viel stärker abschwächten als bei anderen Stromflussrichtungen. Aus den Erkenntnissen entstand dann die Idee der Halbleiterdiode, die den Strom nur in einer Richtung passieren lässt und in der Gegenrichtung sperrt.

Professuren und erste langfristigere Anstellung

Brauns Talente brachten ihm bereits im Alter von 27 Jahren, also im Jahr 1877, einen außerordentlichen Professorentitel für Theoretische Physik an der Universität Marburg ein. Nach einer Zwischenstation in Straßburg erlangte er 1883 an der Universität Karlsruhe eine ordentliche Professur für Physik, wo er 1884 ein Pyrometer entwickelte, also ein Gerät, mit dem man kontaktlos Temperaturen eines Objektes messen kann.

Im Folgejahr wechselte Ferdinand Braun an die Eberhard-Karls-Universität in Tübingen, wo er am Aufbau des physikalischen Institutes beteiligt war. Zwischen 1884 und 1887 formulierten Henry Le Chatelier und – unabhängig von ihm – Ferdinand Braun das sogenannte Prinzip vom kleinsten Zwang. Es beschreibt, wie sich ein im Gleichgewicht befindliches, chemisches System in ein neues Gleichgewicht begibt, wenn es einem äußeren Einfluss (dem Zwang) ausgesetzt wird. Ein Beispiel ist das Ausüben von Druck auf einen Behälter, durch den die Moleküle weniger Platz haben und sich zu neuen, kompakteren Molekülen verbinden, um den Druck auszugleichen.

In den Jahren 1885 bis 1889 entwickelte er in Tübingen mehrere interessante Geräte, unter anderem ein Elektroskop sowie eine erste Version der Braun'schen Röhre.

Braun'sche Röhre und Funktechnik-Erfindungen

An dieser Stelle schieben wir drei wichtige Entwicklungen in den Lebenslauf von Ferdinand Braun ein. Er hatte bereits in den 1880er-Jahren experimentelle Vorstufen entwickelt, präsentierte jedoch erst 1897 eine praxistaugliche Kathodenstrahlröhre. Röhren, die mit dem gleichen Prinzip einen ablenkbaren Elektronenstrahl erzeugen können, werden noch immer als Braun'sche Röhren bezeichnet.

Braun entwickelte seine Röhre weiter, auch da die Industrie bereits Interesse zeigte und sie nach dem Erreichen einer Serienreife für Oszilloskope verwendete. Manfred von Ardenne nutzte eine Braun'sche Röhre Ende 1930 erstmals für eine Fernsehübertragung in einem der ersten Fernsehgeräte. Seine Kathodenstrahlröhre bewegte Ferdinand Braun aber auch dazu, sich mehr im Gebiet der drahtlosen Telegrafie zu engagieren. Durch seine Erkenntnisse entwickelte er unter anderem einen verbesserten Funkempfänger, aber besonders erfolgreich war sein Engagement bei der Sendetechnik.

Hier war gegen Ende des 19. Jahrhunderts der Funkpionier Guglielmo Marconi die beherrschende Persönlichkeit, wobei dieser seine Technik nicht durch physikalische Theorien entwickelte. Ferdinand Braun hingegen nutzte physikalische Überlegungen und erkannte unter anderem, dass man die bislang als Einheit verbauten Komponenten Schwingkreis und Antennenkreis voneinander trennen muss, um die Sendeleistung zu erhöhen.

Durch Brauns Erkenntnisse wuchs die Sendereichweite von unter 20 Kilometern ab dem Jahr 1898 immer weiter an, sodass man im September 1900 bereits 62 Kilometer überbrücken konnte. Für das Militär erfand Ferdinand Braun zudem zusammen mit den Forschern und Elektroingenieuren Georg Graf von Arco und Adolf Slaby eine dank Pferdegespann mobile Funkstation mit zwei trennbaren Wagen.

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Straßburg, Mitgründer von Telefunken und Lebensende

Die erste Braun'sche Röhre wurde also im Jahr 1897 vorgestellt, als Ferdinand Braun bereits an die Kaiser-Wilhelms-Universität in Straßburg gewechselt war. Die Erfindung der Funktechnik und seine Forschungen in diesem Gebiet bewegten ihn 1898 dazu, als Mitbegründer der Funkentelegraphie GmbH (Köln) zu agieren. Dies wurde durch eine hohe Investition des Kölner Schokoladenherstellers Ludwig Stollwerck ermöglicht, der speziell an der Nutzung der Patente von Braun interessiert war.

Aus dem Projekt entstand im Jahr 1903 dann die Telefunken (Berlin), bei dem Braun ebenfalls als Mitgründer mit im Boot war. Ein Jahr nach der Telefunken-Gründung wurde Ferdinand Braun zum Rektor der Universität Straßburg ernannt. 1906 war er an der Entwicklung eines der ersten Detektorempfänger beteiligt, der den Empfang von Rundfunk ermöglichen sollten. Die Rundfunktechnik, aber auch deren Vermarktung, beschäftigte ihn für den Rest seines Lebens.

Einen Monat nach seinem 64. Geburtstag reiste er gegen Ende des Jahres 1914 nach New York, um Telefunken bei einer Patentstreitigkeit zu vertreten. Der Erste Weltkrieg war zuvor in den Monaten Juli und August ausgebrochen und somit bereits im Gange, verstärkte sich dann aber so sehr, dass Braun nicht mehr nach Europa zurückkehren konnte. Er hatte den Status eines Kriegsinternierten, konnte sich aber frei bewegen und lebte im New Yorker Stadtteil Brooklyn. Dort verstarb er nach einer längeren Darmkrankheit, die er schon vor Antritt seiner Reise hatte, am 20. April 1918 im Alter von 67 Jahren. Wegen der Nachwehen des Ersten Weltkriegs wurden die eingeäscherten Überreste erst im Jahr 1921 nach Fulda überführt, wo Ferdinand Braun bestattet werden wollte und schließlich auch am 4. Juni 1921 seine letzte Ruhe fand.

Ehrungen des wohl humorvollen Wissenschaftlers

Seine sicherlich größte Auszeichnung erhielt Ferdinand Braun im Jahr 1909, als er zusammen mit dem Italiener Guglielmo Marconi den Nobelpreis für die Fortschritte bei der drahtlosen Telegrafie erhielt. Braun wurde aber auch im Jahr 1914 zum korrespondierenden Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften gewählt und erhielt 1917, während er in Brooklyn verweilte, die Ehrendoktorwürde der Wiener Technischen Hochschule.

In Brauns Geburtsstadt Fulda gibt es die Ferdinand-Braun-Schule, es existieren auch mehrere nach ihm benannte Forschungs-Gebäude unter anderem in Berlin, zudem verleiht Fulda die Ferdinand-Braun-Ehrenmedaille für Bürger, die besondere Leistungen für die Stadt erbracht haben. Der Asteroid mit der Nummer 43790 trägt den Namen Ferdinandbraun, und viele Straßen in Deutschland sind ebenfalls nach ihm benannt.

Vermutlich hätte Ferdinand Braun über einige seiner posthumen Ehrungen gescherzt, denn er galt als eine eher lockere Persönlichkeit, was auch in seinem einzigen veröffentlichten Buch gut zu erkennen ist. In seinem Lehrbuch „Der junge Mathematiker und Naturforscher“, das er 1876 im Alter von 26 Jahren veröffentlichte, wird der Stoff auch mit einer Prise Humor präsentiert. Das Buch wurde im Jahr 2000 neu aufgelegt. Außerdem schrieb er zahlreiche Artikel für die Satirezeitschrift Fliegende Blätter. (sb)

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