Nr. 35, 08.04.2006

Heinrich Rudolf Hertz

Mit seinen Entdeckungen legte der deutsche Physiker die Grundlagen für die Radio- und Fernsehübertragung. An der Kieler Universität lehrte er von 1883 bis 1885.

Heinrich Rudolf Hertz
(1857–1894)

Heinrich Hertz wurde am 22. Februar 1857 in Hamburg als Sohn eines Rechtsanwalts und späteren Senators geboren. 1876 begann er das Ingenieurstudium am Dresdner Polytechnikum und leistete nach einem Semester seinen einjährigen Militärdienst in Berlin ab. Sein Studium nahm er danach an der Technischen Hochschule in München wieder auf, erkannte aber, dass »seine Fähigkeiten mehr auf dem Gebiet der Wissenschaft als der Technik liegen«, schreibt Charlotte Schmidt-Schönbeck in ihrem Buch über die Geschichte der Physik an der Kieler Universität. Er wechselte zum Studium der Naturwissenschaften an die Münchner Universität. 1878 ging er nach Berlin und setzte sein Studium bei so berühmten Gelehrten wie Hermann von Helmholtz (1821 bis 1894) und Gustav Robert Kirchhoff (1824 bis1887) fort. Bereits als Student begann Hertz im physikalischen Laboratorium, sich mit der Lösung von Preisaufgaben zu beschäftigen, was bei Helmholtz auf große Anerkennung stieß. Schon im 5. Fachsemester promovierte er schließlich »Über die Induktion der rotierenden Kugeln« und schloss sein Examen magna cum laude ab. Als er 1880 die Doktorwürde empfing, war er gerade mal 23 Jahre alt. Anschließend nahm er eine Assistentenstelle am physikalischen Institut unter Leitung von Helmholtz an und arbeitete über Probleme der Elektrodynamik, der Mechanik und der Meteorologie.

1883 wechselte Hertz als Privatdozent für mathematische Physik an die Universität Kiel. Dort habilitierte er sich mit der Arbeit »Versuche über die Glimmentladung«, die er noch in Berlin fertig gestellt hatte. Zufrieden war er in seiner Kieler Zeit jedoch nur selten. Mit seinen Vorlesungen fand Hertz bei seinen Studenten wenig Verständnis, und die experimentellen Möglichkeiten waren gering. Schmidt-Schönbeck zitiert aus seinem Tagebuch: »Es fehlt eben zunächst an allen Ecken und Enden, und hier in Kiel ist auch alles nicht so leicht zu haben, für ein Stückchen passenden Platindraht oder eine Glasröhre kann man sich Gott weiß wie lange ablaufen. Dann alles über der jämmerlichen Spirituslampe machen zu müssen ...« Seine wichtigste Abhandlung aus der Kieler Zeit war eine theoretische Untersuchung über elektrodynamische Probleme. Darüber hinaus beschäftigte er sich aber auch intensiv mit hydrodynamischen Fragestellungen. 1885 nimmt Hertz einen Ruf als ordentlicher Professor der Physik an die technische Hochschule in Karlsruhe an. Dort standen ihm als Leiter eines physikalischen Institutes alle experimentellen Mittel zur Verfügung. Ab 1886 führt er die Experimente durch, die ihn weltberühmt machen. »Seine größte Leistung war zweifellos der experimentelle Nachweis der Existenz elektromagnetischer Wellen«, so Professor Holger Kersten vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik. »Die wichtigste klassische Feldtheorie – die Konzeption des Elektromagnetismus nach Faraday und Maxwell – trat dadurch als eigenständiges Gebiet neben die klassische Teilchenphysik und eröffnete zudem einen ungeahnten Siegeszug für viele technische Anwendungen.« Die Entdeckung der elektromagnetischen Wellen und der Beweis, dass sie sich wie Licht verhalten und ausbreiten, brachte Hertz weltweit große Anerkennung unter den Wissenschaftern. Die Gesellschaften und Akademien der Wissenschaften Italiens, Frankreichs und Österreichs verliehen ihm hohe Auszeichnungen. Die preußische Regierung ehrte ihn mit dem Kronen-Orden. Seine Experimente mit diesen Wellen führten später zur Entwicklung des drahtlosen Telegraphen, des Radios, des Fernsehens und von vielem mehr.

Nach dem großen Erfolg von Hertz in Karlsruhe hätte sein Lehrer von Helmholtz ihn gern wieder in Berlin gehabt. Hertz entschied sich aber aus den Angeboten für Professuren in Berlin, Bonn und Gießen für die Universität Bonn als künftige Wirkungsstätte. Dort übernahm er 1889 die Leitung des Physikalischen Instituts. Im Vordergrund seiner Bonner Tätigkeit standen theoretische Interessen. Er widmete sich zunächst dem System der Maxwellschen Gleichungen und arbeitete später, gesundheitlich bereits angeschlagen, an seinem letzten Buch zur theoretischen Begründung der Mechanik. Seinen frühen Tod bezeichnet der Plasmaphysiker Kersten als einen großen Verlust: »Als Hertz am 1. Januar 1894, wenige Wochen vor seinem 37. Geburtstag an den Folgen einer Blutvergiftung starb, verlor die Physik mit ihm einen der größten Hoffnungsträger, den sie jemals besessen hat.« Sein Assistent Philipp Lenard (1862 bis 1947) setzte die Arbeiten fort und gab eine Ausgabe seiner gesammelten Werke heraus*. Hertz wurde in seiner Heimatstadt Hamburg auf dem Ohlsdorfer Friedhof beigesetzt. Der Hamburger Fernsehturm (Heinrich-Hertz-Turm) und das zur Fraunhofer Gesellschaft gehörige Berliner Heinrich-Hertz-Institut sowie zahlreiche Straßen und Orte wurden nach ihm benannt. (ne)

Zum Weiterlesen: Schmidt-Schönbeck, Charlotte: 300 Jahre Physik und Astronomie an der Kieler Universität. Kiel 1965.

Elektromagnetische Wellen

98,3 oder 102,4 – diese Zahlen (in MHz) geben die Frequenzen an, mit denen man in Kiel NDR2 oder RSH empfangen kann. Die Einheit der Frequenz lautet Hertz (Hz) und ist nach Heinrich Rudolf Hertz benannt. Dem deutschen Physiker gelang es 1886 erstmals, elektromagnetische Wellen experimentell zu erzeugen, deren Existenz James Clerk Maxwell in seiner elektromagnetischen Feldtheorie 1864 vorhergesagt hatte.

Die von Hertz untersuchten und beschriebenen Eigenschaften der elektromagnetischen Wellen bilden die Grundlage der Funktechnik. Radiowellen sind elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich von 75 kHz bis etwa 10 GHz, der technisch häufig für die drahtlose Übertragung von Sprache, Bildern und anderen Daten verwendet wird. Radiowellen übertragen nicht nur Sprache und Musik ins Radio, sie werden auch zur Fernsehübertragung verwendet und zum Mobiltelefonieren.

Maxwell hatte bereits im Jahre 1864, aufgrund seiner Theorie über Elektrizität und Magnetismus, die Existenz elektromagnetischer Wellen vorhergesagt und ihre Eigenschaften beschrieben. Insbesondere hatte er berechnet, dass ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit ist. Er erkannte auch, dass das Licht sich als eine elektromagnetische Erscheinung erklären lässt, das heißt, dass die Lichtwellen elektromagnetische Wellen hoher Frequenz sind. Heinrich Hertz gelang es, experimentell elektromagnetische Wellen zu erzeugen, die sich sowohl längs Drähten als auch frei im Raum ausbreiteten. Guglielmo Marconi (1874 bis 1937), K. Ferdinand Braun (1850 bis 1918) und andere entwickelten dann die Technik der Nachrichtenübertragung durch freie elektromagnetische Wellen über große Entfernungen, woraus sich die moderne Rundfunk- und Fernsehtechnik entwickelte. Die erste drahtlose Nachrichtenübertragung über eine Distanz von immerhin 250m gelang 1896 dem russischen Physiker Alexander Popow (1859 bis 1906). Marconi und Braun erhielten 1909 zusammen den Nobelpreis für Physik.

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