Bereich III: Personen - Ferdinand Braun
     
     

Karl Ferdinand Braun

Karl Ferdinand Braun (* 6. Juni 1850 in Fulda; † 20. April 1918 in New York) war ein deutscher Physiker, der Erfinder der Katodenstrahl-Bildröhre und des Halbleitereffekts. Im Jahr 1909 erhielt Ferdinant Braun zusammen mit Guglielmo Marconi, den Nobelpreis für Physik für seinen Beitrag zur Entwicklung der drahtlosen Telegrafie. Die Grundlage bildete für seine Arbeit bildete die von Heinrich Hertz 1888 experimentell nachgewiesene elektromagnetische Strahlung, die von Braun und Marconi für die drahtlose Telegraphie nutzbar machten.

Karl Ferdinand wurde sechstes von sieben Kindern des kurhessischen Gerichtsbeamten Konrad Braun in Fulda geboren und besuchte später das Domgymnasium in Fulda. Nach dem Abitur begann Ferdinand an der Philipps-Universität in Marburg mit dem Studium der Mathematik und Naturwissenschaften.

1869 führt Ferdinand sein Weg nach Berlin, wo er im Privatlabor von Heinrich Gustav Magnus arbeiten durfte, was für den jungen Braun als besondere Auszeichnung galt. Nach Magnus Tod im Frühjahr 1870 setzte Braun seine Studien bei Georg Hermann Quincke fort und promovierte 1872 über Saitenschwingungen zum Doktor der Physik.

Nachdem das Studium und die Forschung nicht zum Lebensunterhalt genügten, arbeitet er nebenbei als Assistent und später Privatdozent. Im Jahr 1873 legte in Marburg das Staatsexamen für Gymnasiallehrer ab und nahm im folgenden Jahr eine Anstellung als zweiter Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften an der Thomasschule Leipzig auf.

Seine wissenschaftlichen Forschungen zur Schwingungs- und Stromleitung führte Braun neben der Anstellung fort, wobei ihm seine erste und wahrscheinlich große Entdeckung gelang - Die des Halbleitereffekts.

Zu dieser Entdeckung äußert sich Braun 1874, im damaligen üblichen Sprachgebrauch:
„… 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“.
Obwohl der von Braun entdeckte Gleichrichtereffekt an Bleisulfidkristallen dem Ohmschen Gesetz grundlegend widersprach, fand dies in der wissenschaftlichen Welt kaum Beachtung. Eine Erklärung für diesen Effekt konnte Braun trotz intensiver Forschung zeitlebens nicht mehr geben, da hierzu in der damaligen Zeit noch die physikalischen Grundlagen fehlten. Eine Erklärung konnte erst im 20. Jahrhundert mit den Erkenntnissen aus der Quantenphysik geliefert werden.
Dennoch gilt Ferdinand Braun als der Entdecker des Halbleitereffekts bzw. der Halbleiter-Diode. Seiner Entdeckung die ihm 1874 zu wissenschaftlichen Ruf und Ansehen verhalf.

Während seiner Zeit in Leipzig schrieb Braun auch sein einziges Buch: „Der junge Mathematiker und Naturforscher – Einführung in die Geheimnisse der Zahl und Wunder der Rechenkunst“, das 1876 erschien. Er wollte damit bei seinen Schülern das Interesse für die mathematischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Natur wecken.

1877 kehrte Ferdinand Braun nach Marburg zurück, wo er zum außerordentlichen Professor für theoretische Physik ernannt wurde. Im Jahr 1880 ging er nach Straßburg und erhielt dort 1883 eine ordentliche Professur für Physik an der Universität Karlsruhe.
1885 heiratete Ferdinand Braun Amélie Bühler aus dem badischen Lahr, mit der er 4 Kinder (2 Söhne und 2 Töchter) bekam.
1887 ging er auf bitten der Eberhard-Karls-Universität nach Tübingen und wirkte dort in leitender Funktion an der Gründung und dem Aufbau des Physikalischen Instituts mit.
1895 wurde er schließlich Direktor des Physikalischen Instituts und Professor an der Kaiser-Wilhelms-Universität Straßburg.
1897 kehrte Braun nach Karlsruhe zurück und entwickelte dort die Kathodenstrahlröhre, der er seine bis heute anhaltende Bekanntheit verdankt.
In seine Geburtsstadt Fulda kehret Ferdinand Braun zeit eines Lebens nicht mehr zurück.
20. April 1918 verstarb Karl Ferdinad Braun als Kriegsinternierter in Brooklyn (USA) an den Folgen eines Unfalls verstarb. Durch den Ersten Weltkrieges konnte sein Wunsch, in seiner Heimatstadt Fulda beigesetzt zu werden, nicht erfüllt werden. Erst im Jahr 1921 gelang es seinem Sohn Konrad die Überführung der Urne mit den sterblichen Überresten nach Fulda. Die Beisetzung fand am Samstag, dem 4. Juni 1921 statt.


Die Braunsche Röhre:

Die noch heute anhaltende Bekanntheit verdankt Ferdinand Braun jedoch nicht seiner vieleicht wichtigsten Endeckung, der des Halbleitereffekts, sondern seiner Kathodenstrahlröhre, die nach ihm auch als Braunsche Röhre bezeichnet wird.

Heute versteht man unter einer Braunschen Röhre eine Hochvakuum-Röhre mit beheizter Strahlenkanone, in der ein Elektronenstrahl in horizontaler und vertikaler Richtung abgelenkt werden kann. Die erste, von Braun 1897 in Karlsruhe entwicklte Version hatte heirmit noch recht wenig zu tun. Sie war mit einer ungeheizten (kalten) Kathode ausgestattet und verfügte nur über ein mäßiges Vakuum und erforderte eine Beschleunigungsspannung von 100000V. Die Strahlablenkung wurde durch einen außen an Röhre bewegten Magneten erreicht. So war die magnetische Ablenkung nur eine Richtung möglich, die andere Richtung wurde über einen vor der Leuchtfläche aufgebauten Drehspiegel realisiert. Die Grundfunktion einer Kathodenstrahlröhre erfüllte diese erste Version jedoch bereits.

Auch die Industrie interessierte sich sofort für Brauns Erfindung, wodurch auch schnell ausreichende Mittel für die Weiterentwicklung zur Verfügung standen. So wurde der Magnet durch eine Spule ersetzt und 1899 führte Brauns Assistent Zenneck schließlich Kippschwingungen zur magnetischen Y-Ablenkung ein. Später wurde die Kathodenstrahlröhre auf Basis anderer Entwicklungen mit einer Glühkathode, dem Wehnelt-Zylinder und schließlich das Hochvakuum ergänzt. Diese Röhre konnte für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

So war die Kathodenstrahlröhre das grundlegende Bauteil für die erste vollelektronische Fernsehübertragung durch Manfred von Ardenne am 14. Dezember 1930. Die von nun an als Bildröhre bezeichnete Röhre wude zum Herzstück der Fernsehgeräte, obwohl Braun selbst diese als für das Fernsehen ungeeignet bezeichnete.

Nach der Erfindung seiner Kathodenstrahlröhre begann Braun wie viele seiner Kollegen auf dem Gebiet der drahtlosen Telegrafie zu forschen. Ein Problem in der Funktechnik bestand damals in einem zuverlässig funktionierenden Empfänger. Braun war es als Physiker gewohnt, sich mit reproduzierbaren Versuchsbedingungen zu beschäftigen, die Bedingungen die die damals üblichen Kohärer-Empfänger boten, ermöglichten dies jedoch kaum. So ersetzte Braun den Kohärer durch einen Kristalldetektor, was schon einen großen Fortschritt in der Empfindlichkeit der Empfänger brachte, auch wenn der Kristalldetektor immer wieder neu justiert werden musste. Erst mit der Entwicklung der Elektronenröhren konnte der Kristalldetektor in den Empfängern abgelöst werden. In einfachen Empfängern sowie vielen anderen Geräten blieb er jedoch weiterhin in Verwendung. Selbst in den ersten UKW-Radaranlagen wurde noch ein Kristall-Detektor genutzt.

1898 gründete der technikbegeisterte Kölner Schokoladeproduzent Ludwig Stollwerck in Köln ein Konsortium zur Verwertung der Braun’schen Patente für die Funktechnik und brachte hierzu die unvorstellbar hohe Summe von 560.000 Mark als Gesellschaftskapital in die neue Gesellschaft ein. Mit der Realisierung der ersten Funkverständigung über eine größere Entfernung wurde das Konsortium schließlich in „Professor Braun’s Telegraphie Gesellschaft mbH“ umgewandelt. In Jahr 1900 stellte Stollwerck den Kontakt zu Professor August Raps, dem Vorstand der „Telegraphen-Bauanstalt Siemens & Halske“ her, die von da an den Apparatebau für die bei Braun entwickelten Geräte übernahm. Später wurde die Professor Braun’s Telegraphie Gesellschaft mbH als Geschäftsteil in die Telefunken AG eingebracht.

Der Braun-Sender

In der Sendetechnik verhalf Braun der Funktechnik zu gewaltigen Fortschritten. Während Guglielmo Marconi seinen Sender vorwiegend durch empirische Betrachtungen zustande gebracht hatte, konnte Braun diesen mit seinem physikalischen Hintergrundwissen entscheitend verbessern. Im von Marconi entwickelten Sender waren beispielsweise Schwing- und Antennenkreis als eine Einheit aufgebaut. Diese Einheit trennte Braun in einen Primärkreis, bestehend aus Kondensator und Funkenstrecke, und einen daran induktiv gekoppelten Antennenkreis. Hierdurch war es möglich die ausgesendete Energie (Sendeleistung) enorm zu steigern.
So war es bereits 1899 möglich, derart leistungsfähigen Anlagen herzustellen, dass der Begriff „Ferntelegrafie“ auch seine Berechtigung erhielt. Konnten bislang nur Entfernungen von etwa 20 km überbrückt werden, stiegen diese mit den neuen Braun-Sendern von Monat zu Monat. Am 24. September 1900 gelang eine Funkbrücke zwischen Cuxhaven und Helgoland über eine Entfernung von 62 km. Am 12. Dezember 1901 empfing Marconi Funksignale von seiner Station Poldhu (Cornwall) auf dem Signal Hill bei St. Johns, Neufundland. Marconi verwendete jedoch keinen selbstentwickleten Sender, sondern einen Sender nach der sogenannten Braun-Schaltung. Auch wenn dieser Empfang heute umstritten ist, muß beachtet werden, dass die damalige Senderdichte und praktisch nicht vorhandene Verschmutzung des Äthers durch Funksignale, eine Übertrag durchaus als möglich erscheinen lässt.

Nach diesen Erfolgen konzentrierte Braun seine Forschungen auf die Such nach einem Ersatz für den gebräuchlichen Knallfunken-Generator, mit dem sich nur gedämpfte Schwingungen erzeugten liesen. Durch die Verwendung eines Wechselstromgeneratoren gelang ihm erstmals die Erzeugung ungedämpfter Schwingungen. Seine Experimente an Rückkopplungsschaltung waren mit den damals verfügbaren Elektronenröhren noch nicht erfolgreich.
Ein weiteres großes Problem des noch jungen Richtfunks war die gezielte Ausrichtung von Sende- und Empfangsantenne zueinander. Nach intensiven Forschungen gelang es Braun, als einen der ersten eine gerichtete Abstrahlung von einer Antenne zu erreichen. Viele weitere Erfolge folgten....

1914 führte den inzwischen 64-jährigen und gesundheitlich angeschlagenen Braun sein Weg nach New York. Die Großfunkstelle Sayville, das Gegestück zur deutschen Großfunkstelle Nauen, sollte aufgrund von Patentstreitigkeiten zur Einstellung des Betriebs gezwungen werden. Nachdem sich der Prozess länger als erwartet hinzog, wurde Braun vom Kriegseintritt der USA überrascht und konnte nicht mehr nach Deutschland zurückkehren. Er lebte weitgehend ungestört als Kriegsinternierter in Brooklyn, wo er am 20. April 1918 an den Folgen eines Unfalls verstarb.
Durch den Ersten Weltkriege konnte sein Wunsch, in seiner Heimatstadt Fulda beigesetzt zu werden, nicht erfüllt werden. Erst im Jahr 1921 gelang es seinem Sohn Konrad die Urne mit den sterblichen Überresten nach Fulda zu überführen. Die Beisetzung fand am Samstag, dem 4. Juni 1921 statt.

Noch heute verleiht die Stadt Fulda Menschen, die besondere Leistungen erbracht haben und dadurch zum Ansehen der Stadt Fulda beigetragen haben, die Ferdinand-Braun-Medaille der Stadt Fulda.