Verkehr – Fernmeldewesen
Das Fototelefon
Wissenschaftliche Plauderei von Hans Dominik
Berliner Tageblatt • 5.10.1902
Voraussichtliche Lesezeit rund 6 Minuten.
Wenn jemand heute unter die Erfinder gehen will, so kaufe er sich zunächst einen Würfelbecher und drei Würfel. Die sechs Flächen des Würfels I beschreibe er mit den Silben fon, stop, graf, meter, register und rekorder. Würfel II erhält die Silben makro, mikro, tele, tachy, panto und bio. Würfel III schließlich wird mit den Silben: phono, foto, helio, elektro, thermo und dynamo geschmückt.
Danach beginnt ein lustiges Knobeln, und die neu zu machende Erfindung wird nach den Silben getauft, die oben liegen. Für diesen Betrieb ist Würfel I unter allen Umständen notwendig. Im Übrigen kann man mit zwei oder drei Würfeln arbeiten. Freilich wird man mit zwei Würfeln meistenteils nur altbekannte Sachen, wie etwa das Telefon, Teleskop, den Telegrafen oder Derartiges werfen. Um auf der Höhe der Technik zu bleiben, empfiehlt es sich, in jedem Fall mit drei Würfeln zu arbeiten, denn nur so kommt man zu den feinsten Blüten menschlichen Erfindungsgeistes.
Konkurrenten können sich in der Beschriftung ihrer Würfel geringe Abänderungen gestatten und dann immer noch ähnliche Dinge bearbeiten. Auf diese Art kommen beispielsweise der Phonograph und das Grafofon zu Wege. Häufig empfiehlt es sich auch, erst zwei einfache Sachen zu erfinden und diese dann zu einer dreiteiligen Erfindung zu kombinieren. So baut sich beispielsweise aus dem Telefon und dem Fotofon zwangslos das Fototelefon, der Lichtfernsprecher, auf, während der Tachytelegraf sein Dasein einer Verbindung zwischen Telegraf und Tachygraph verdankt.
Um nun einmal ernsthaft zu reden, ist unsere Zeit tatsächlich durch derartige kompliziert benannte Erfindungen gekennzeichnet. Es gelingt eben der fortschreitenden Technik gegenwärtig, Erfolge, welche früher nur durch ein bestimmtes Mittel zu erreichen waren, auch auf anderem Wege zu erzielen. Mehrfach hat diese Entwickelung zur Bildung von Wortverbindungen mit der Silbe ›los‹ geführt. Wir sprechen zum Beispiel von drahtloser Telegrafie, da es nicht mehr notwendig ist, die an Draht geleitete Elektrizität dafür zu verwenden. In ähnlicher Weise könnte man die Fototelefonie, welche ein schwingendes Lichtbündel an Stelle des Drahtstroms zum Träger der menschlichen Sprache macht, auch drahtlose Telefonie benennen.
Das neueste Erzeugnis dieser Entwickelung, eben die drahtlose Telefonie, eine Erfindung Ernst Ruhmers, ist wohl interessant genug, um eine etwas eingehendere Besprechung zu verdienen. Bevor sie in die Welt kam, kannte man das Telefon, das Mikrofon und das Fotofon.
Das Telefon gestattet es, wie bekannt, die Schwingungen der menschlichen Stimme in vibrierende elektrische Ströme umzusetzen und gibt, umgekehrt benutzt, derartig vibrierende Ströme als menschliche Rede wieder. Das Mikrofon bedeutete eine erhebliche Steigerung der Leistungsfähigkeit des Telefons, da es die Energie der menschlichen Sprache, die Stimmbandarbeit, nicht mehr direkt in elektrische Arbeit umsetzte, sondern nur benutzte, um einen bereits vorhandenen Batteriestrom in passender Weise zu beeinflussen.
Die dritte der bereits vorhandenen Erfindungen, auf denen sich das Lichtfernsprechwesen aufbaut, war das Fotofon, allgemeiner als redende Bogenlampe bekannt. Diese redende Bogenlampe selbst war wieder eine Verbindung einer gewöhnlichen elektrischen Bogenlampe mit einem Mikrofon. Eine normale Gleichstrombogenlampe wird oder sollte wenigstens idealerweise von einem stets gleichbleibenden Strom durchflossen werden, und unter dem Einfluss dieses Stromes bildet sich zwischen den weiß glühenden Spitzen der Lampe ein eigenartiges, gasförmiges Gebilde, der sogenannte Lichtbogen. Unter normalen Verhältnissen brennt ein solcher Bogen, abgesehen von einem gelegentlichen Zischen der Kohlenspitzen, durchaus ruhig. Man kann nun eine solche Lampe mit einem Mikrofonstromkreis zusammenschalten, derart, dass der Mikrofonstrom sich dem Lampenstrom überlagert, und man erhält alsdann recht wunderbare Resultate. Während ein durchschnittlicher Bogenlampenstrom etwa zehn Ampere beträgt, bewegen sich die Mikrofonströme in Größe von wenigen Hundertsteln eines Ampere. Man sollte daher annehmen, dass das Mikrofon die Lampe nicht nennenswert beeinflussen könnte. Bemerkenswerterweise bleibt aber ein derartig behandelter Lichtbogen nicht mehr stumm, sondern gibt laut und deutlich alle Worte wieder, welche an irgendeiner anderen Stelle in das mit ihm verbundene Mikrofon gesprochen werden. Wir erhalten eben die redende Lampe. Man erklärt sich diese Wirkung, indem man annimmt, dass der gasförmige Lichtbogen unter dem Einfluss der Mikrofonstromstöße ein wenig heißer wird, sich dadurch ein wenig ausdehnt und gegen die umgebende Luft Stöße vollführt. Dies Spiel wiederholt sich viele hundertmal in der Sekunde, und die Stöße kommen uns als Töne und Worte vermittelst des Ohres zum Bewusstsein.
Dass die geringen Mikrofonströme einen so bedeutenden Einfluss haben, ließ sich nach dem Jouleschen Gesetz, demzufolge die Wärmeentwickelung dem Quadrat der Stromstärke proportional ist, beinahe vermuten. Nennen wir einmal den Lampenstrom L. und den Mikrofonstrom M, so ist die Wärmeentwicklung bei einfachem Lampenstrom gleich L². Dagegen wird sie bei zukommendem Mikrofonstrom gleich (L+M)². Das ist aber nach dem binomischen Satz, der allen Tertianern viele Freude macht, gleich L²+2×L×M+M². Wenn man auch das letzte Glied dieses Ausdrucks vernachlässigen kann, so darf doch das zweite keineswegs außer Acht gelassen werden, denn es enthält als Faktor L, das heißt den recht beträchtlichen Lampenstrom. Wenn also die Lampe redet, so ist daran außer Joule besonders der binomische Lehrsatz schuld.
Auf den eben geschilderten drei Fonen baute nun Ruhmer seine neue Erfindung auf. Tatsächlich waren nämlich die Eigenschaften der redenden Bogenlampe mit ihrer Redseligkeit noch nicht erschöpft. Nicht nur ihre Hitzeentwickelung, sondern auch ihre Lichtausstrahlung ändert sich im Rhythmus der Töne und Worte, welche in das Mikrofon gesprochen werden. Man erhält Vibrationen des ausgesandten Lichtes, welche freilich infolge ihrer Häufigkeit für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Empfindlicher aber als das Auge ist das Selen, ein dem Schwefel nahe verwandtes chemisches Element, welches mit wechselnder Beleuchtung seine elektrische Leitungsfähigkeit ändert und dabei allen Helligkeitsschwankungen momentan folgt. Diese Eigenschaft des Selens wird bei der Fototelefonie für die Empfängerstation nutzbar gemacht.
Die Geberstation besteht nun aus einer redenden Bogenlampe, welche derartig mit einem Parabolspiegel verbunden ist, dass ihre gesamten Strahlen zu einem in sich parallelen Lichtbündel vereinigt werden. Ein solches Bündel kann man, wie es ja von den Scheinwerfern her bekannt ist, auf viele Kilometer weithin wahrnehmbar, durch den Raum senden. Beispielsweise wurden die Strahlen der Eiffelturm-Scheinwerfer noch auf Entfernungen von 95 km bemerkt. Das Strahlenbündel der redenden Lampe stellt nun aber, wie gesagt, keinen ruhigen Lichtstrom dar, sondern es zittert und zuckt, entsprechend den Schwingungen des Mikrofonstroms. Auf der Empfängerstation fällt dieses Bündel auf einen anderen parabolisch gekrümmten Hohlspiegel, welcher alle Strahlen in einem Brennpunkt vereinigt, in dem sich eine lichtempfindliche Selenzelle befindet. An diese sind wiederum ein Telefon und eine Batterie geschaltet, so dass der Batteriestrom das Telefon und die lichtempfindliche Zelle durchfließen muss. Je nachdem nun das Lichtbündel heller oder dunkler ankommt, lässt die Zelle mehr oder weniger Strom durch, entsprechend schwingt die Membrane des Telefons und gibt dieselbe Rede wieder, welche auf der Geberstation in das Mikrofon gesprochen wurde und kilometerweit im Lichtbündel daherkam.
Bei Versuchen, welche mit dieser Anordnung auf dem Wannsee und auf der Havel bei Berlin stattfanden, wurden sichere Übertragungen bis auf Entfernungen von 7,5 km erzielt und die Experimente wurden lediglich abgebrochen, weil dort geradlinige Verbindungsstrecken nicht zur Verfügung standen. Voraussichtlich wird man jedoch in Kürze Versuche über Entfernungen von 15 km und mehr wieder aufnehmen, und nach dem Gelingen derselben dürften Heer und Marine sich mit der neuen Erfindung näher vertraut machen. Jedenfalls bedeutet dieselbe einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem Fototelegrafen, welcher so weit er durch Sonnenlicht betätigt wird, als Heliograph aus dem letzten Burenkriege sattsam bekannt ist. Auch dort wird ja mittels eines Spiegels von der Geber- zur Empfängerstation ein Lichtstrahl geworfen, und durch längere oder kürzere Verdunkelungen desselben mittels irgend eines vorgehaltenen Gegenstandes werden die Zeichen des Morsealphabetes dargestellt. In unserer Kriegsmarine ist die Fototelegrafie als ein wertvolles Verständigungsmittel während der Nachtzeit in Gebrauch und wird mittels der elektrischen Scheinwerfer ausgeübt. Bei bewölktem Himmel ist es dabei nicht einmal nötig, dass die Schiffe in Sichtweite sind. Das signalisierende Schiff wirft seine Lichtblitze einfach gegen eine Wolke, welche zwischen beiden Fahrzeugen am Himmel steht, und das angesprochene Schiff liest die Zeichen von dort ab. Diesem Verständigungsmittel haftet freilich der Übelstand an, dass es für jeden, der die angewandte Chiffre kennt, verständlich ist. Die Fototelefonie teilt diesen Fehler nicht. Dafür muss freilich eine geradlinige freie Verbindung zwischen den beiden Schiffen möglich sein.
Es lässt sich heutzutage natürlich noch nicht annähernd übersehen, in welchem Maß die neue Erfindung Eingang in die Praxis gewinnen wird. Gegenüber der drahtlosen Telegrafie weist sie einige nicht zu unterschätzende Vorteile auf. Die Wellen der drahtlosen Telegrafie pflanzen sich ja in einer Ebene senkrecht zum strahlenden Leiter nach allen Seiten gleichmäßig fort, und ihre Intensität nimmt daher mit der Entfernung ab. Ein fototelefonisches Lichtbündel, durch Parabolspiegel gerichtet, würde diese Eigenschaft nicht haben, sondern unverändert, lediglich durch die unvermeidlichen Absorptionsverluste geschwächt, welche die Atmosphäre und weiter etwa der Äther des Weltraumes ihm bereiten, seinen Weg fortsetzen. Unter solchen Umständen bedarf man keiner Verneschen Fantasie, um in dem Fototelefon das interplanetare Verständigungsmittel einer tatenreichen Zukunft zu erblicken.
Freilich darf es vorläufig fraglich erscheinen, ob es jemals gelingen wird, mit anderen Planeten unseres Systems in Verbindung zu treten. Nach der Wahrscheinlichkeitsrechnung darf man aber wohl annehmen, dass sich auf einigen derselben Wesen, uns ähnlich, befinden. Zur Herstellung einer Verbindung mit diesen wäre, an beiden Stationen einen gleichen Kulturstand vorausgesetzt, das Fototelefon jedenfalls das geeignetste Mittel. Sollte aber gar einmal von unserer Erde aus eine Expedition interplanetarer Reisender losgehen, so würde es sich für diese in jedem Fall empfehlen, eine Kraftgeber- und Empfängerstation einzurichten.
Entnommen aus dem Buch:
Der Ingenieur Hans Dominik (1872 – 1945) ist vor allem durch seine technisch-utopischen Romane bekanntgeworden. Dominik war aber in erster Linie Wissenschaftsjournalist und verfasste zahlreiche populärwissenschaftliche Beiträge für verschiedene Zeitschriften und Tageszeitungen. Dabei brachte er im lockeren Plauderton dem interessierten Laien wissenschaftliche Grundlagen und neue technische Errungenschaften näher. Dieses Buch versammelt eine repräsentative Auswahl seiner wissenschaftlichen und technischen Plaudereien.
