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Grundwissen

HERTZsche Versuche

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Herz erzeugte nicht sichtbare elektromagnetische Wellen mithilfe eines Sendedipols.
  • Die so erzeugten elektromagnetischen Wellen verhalten sich in Bezug auf Reflexion, Brechung und Bündelung ähnlich wie Licht.
  • Bei Licht handelt es sich um eine elektromagnetische Welle.

Sender von Hertz
Deutsches Museum, München

Heinrich Hertz gelang es 1886 die vom großen Theoretiker James Clerk Maxwell etwa zwanzig Jahre vorher prognostizierten elektromagnetischen Wellen experimentell nachzuweisen. Die schon von Maxwell geäußerte Vermutung, dass Licht als elektromagnetische Welle aufgefasst werden kann, zeigte Hertz durch die nach ihm benannten Versuche, die im Folgenden kurz dargestellt sind.

Schon bei der Erzeugung stehender Wellen nutzte Hertz die Tatsache aus, dass elektromagnetische Wellen an Metallwänden reflektiert werden (bei diesen Versuchen konnte er auch auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen schließen). Um die Strahlung seines Senders zu intensivieren nutzte Hertz die Reflexion aus, indem er um den Sendedipol einen Zink-Parabolspiegel anordnete in dessen Brennpunkt er die Funkenstrecke des Sendedipols setzte. Zur Erzielung kleinerer Wellenlängen verwandte Hertz schließlich einen Sendedipol, der nur noch aus einer von zwei Messingröhrchen gebildeten Funkenstrecke bestand. An den Enden der Messingröhrchen waren jeweils Metallkugeln aufgesetzt. Auch der Empfangsdipol befand sich im Brennpunkt eines Parabolspiegels, so dass die Nachweisempfindlichkeit für elektromagnetische Wellen erheblich gesteigert wurde.

Versuch nach Hertz
Versuch mit Mikrowellen
Versuch mit Licht
Durchlässigkeit für Strahlung
Es gibt Stoffe, die für die Strahlung durchlässig sind, und solche, die wenig oder nicht durchlässig sind.
 
Reflexion der Strahlung
An ebenen Metall- oder Glasoberflächen werden Licht und elektromagnetische Wellen nach dem gleichen Gesetz reflektiert. Dabei nimmt der Reflexionsgrad mit steigendem Einfallswinkel α zu.
 
Brechung der Strahlung
Licht und elektromagnetische Wellen werden an der Grenzfläche verschiedener durchlässiger Medien gebrochen.
 
Bündelung der Strahlung
Elektromagnetische Wellen mit parallelen Wellenfronten und paralleles Licht werden beim Durchgang durch Linsen gebündelt.

Hinweis:
Hertz führte zudem noch analoge Versuche zur Polarisation elektromagnetischer Wellen und zur Polarisation von Licht durch und gelangte zu vergleichbaren Ergebnissen.

Ergebnis

Elektromagnetische Wellen und Licht zeigen auffallende Gemeinsamkeiten in der Ausbreitung.

Dies legt die Vermutung nahe, dass es sich bei Licht um eine elektromagnetische Welle handelt.

Bemerkungen am Rande:

  • 1889 schreibt Hertz: "Die Wellentheorie des Lichts ist, menschlich gesprochen, Gewissheit ..."
  • Andererseits machte Hertz bei seinen Funkenstrecken an Sender und Empfänger erste Beobachtungen zum photoelektrischen Effekt. Dieser Effekt war einer der Auslöser für das Photonenbild vom Licht, welches mit dem Wellenbild nicht vereinbar scheint.