Die Geschichte der Erfindung des Radios () ist eine Reihe von Ereignissen im Zeitraum des 19. und der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Sie ist Bestandteil der Technikgeschichte und ebenso der Mediengeschichte dieser Zeit.
Rezeption Die Erfindung des Radios basiert in technischer Hinsicht auf: wissenschaftlicher Forschung, vor allem zur Elektrizität und Magnetismus sowie weiterer Wissenschaften, nachrichtentechnischer Erfindungen, vor allem von Telefon und Funktelegrafie,
und in medialer Hinsicht auf Medien u. a.: wie die heute historische Telegrafie zur Zeichenübertragung und der Telefonie zur Sprachübertragung.
Technische Aspekte Der Aufstieg des Hörfunks () beeinflusste in den 1920er und 1930er Jahren wiederum die Forcierung der Entwicklung besserer Sende-, Empfangs- und Aufzeichnungstechnik für das Radio.
Die wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Eigenschaften von technisch nutzbaren elektromagnetischen Wellen, den Radiowellen, ermöglichten die Entstehung der Wissenschaftsdisziplin, die Radioastronomie sowie die Erfindung des Radar (Abkürzung aus Radio Detection and Ranging), für die Dektion von Objekten zufolge der Reflexion von Radiowellen.
Die Entwicklung des Radios hatte in der Folge Einfluss auf die Entwicklung des Fernsehens, einschließlich auf verschiedene Erfindungen der Fernsehtechnik, insbesondere zur drahtlosen Übertragung. Das Tonsignal und das nun dafür notwendige neue zweite Funksignal mit der Bildinformation, das Fernsehsignal wurden anfänglich bei dem ersten Fernsehen, dem sogenannten mechanischen Fernsehen, über Mittelwelle mit bestehender Rundfunktechnik ausgestrahlt.
Außerdem wurde die Entstehung der Radiotechnik mehrerer Funkdienste, vor allem per Sprechfunk wie dem Seefunk, der zuvor lediglich über Morsezeichen kommunizierte, Flugfunk sowie der Funknavigation bzw. -ortung beeinflusst.
Aspekte als Medium Die Erfindung des Radios ermöglichte die Entstehung des Radios im Sinne von Hörfunk als One-to-All-Medium bzw. auditives Tertiärmedium und die Entwicklung zum ersten elektronischen Massenmedium.
Ein Medium, das erstmals breitenwirksam (hohe mediale Reichweite), unabhängig von gesellschaftlichem Stand, ohne spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten genutzt werden konnte sowie dafür benötigte Empfangsgeräte kostengünstig industriell oder im Selbstbau herzustellen waren.
Durch diese einfache Möglichkeit der Teilhabe an diesem Medium ergaben sich auch neue Perspektiven der Teilhabe der Bevölkerung am gesellschaftlichen Leben bzw. politischen Wirken. Diese Eigenschaften des Mediums Radio bzw. Hörfunk waren in Tragweite einschließlich ihrer Bewertung unter damals zeitgenössischen Autoren der 1920er Jahre u. a. in Deutschland wie z. B. H. Bredow und anderen umstritten und unterschiedlich kommentiert. Mit dem Medium Radio bzw. Hörfunk beschäftigten sich mehrere Radiotheorien.Werner Faulstich: Einführung in die Medienwissenschaft. Wilhelm Fink Verlag, München 2002, ISBN 3-7705-3799-8, S. 24 und 167–204.Petra Löffler, Albert Kümmel: Medientheorie 1888–1933. Suhrkamp Verlag, Frankfurt am Main 2002, ISBN 3-518-29204-8, S. 156–311.
Entwicklung der Technik Überblick Die technischen Aufgaben für den Betrieb eines Radios sind: die Erzeugung, Bereitstellung und bei Bedarf die Speicherung und Abruf aus Tonspeichermedien wie einer Schallplatte, der zu übertragenen Tonsignale, die Modulation des Tonsignals auf eine Trägerschwingung, um so ausgestrahlt werden zu können, der Transport, die Übertragung dieses Signales zum Empfänger in Form der Ausbreitung von Radiowellen und letztlich der Empfang und die Aufbereitung bzw. Rückwandlung des Signales in Empfangsgeräten und Ausgabe aus Schall und so in vom Menschen wahrnehmbare Töne.
Als Grundlage zum Erfolg war die wissenschaftliche Erforschung der Physik, Chemie und Mathematik des 17. bis 19. Jahrhunderts notwendig. Erkenntnisse über Materialien als Leiter, Halbleiter und Nichtleiter, über Akustik, über Elektromagnetismus, elektrische Leitfähigkeit, Ladung und Entladung sowie das Verhalten magnetischer Felder sowie Wissen über die Funktionsweise von Apparaten, Bauteilen bzw. -elementen, insbesondere von Antennen, Spulen, Kondensatoren, Widerständen, Isolatoren und Batterien und Messgeräten sowie die Berechnung einzelner Vorgänge und Parameter zur Bestimmung der zu verwendenden Teile.
Erzeugung und Bereitstellung eines Signales Der unmittelbaren Erzeugung und Bereitstellung des Tonsignales folgt das Umwandeln, um es zu einem Signal zum Übertragen aufzubereiten. Zur Nutzung dazu dient als Quelle die Wiedergabe – einer zu einem früheren Zeitpunkt hergestellten Schallaufzeichnung (z. B. ein Hörspiel) zu nutzen oder die Verwendung einer in dem Moment Schall produzierenden Quelle (z. B. ein spielender Pianist).
Erfindungen zur Schallaufzeichnung Edison, Berliner und Poulsen 1877 stellte der US-amerikanische Erfinder Thomas Alva Edison einen Zinnfolienphonographen, sein erstes brauchbares und noch rein mechanisch arbeitendes Verfahren zur Speicherung, der Tonaufzeichnung, vor. Der Phonograph wurde durch das Grammophon, das der Deutsch-Amerikaner Emil Berliner, Absolvent des Cooper-Institutes ein Jahrzehnt später erfand, abgelöst. Mit dem Telegraphon, dem Vorläufer von Tonbandgeräten, entwickelte der dänische Physiker Valdemar Poulsen ein weiteres Verfahren zur Aufzeichnung. Er erreichte dafür das Patent 1898.
Apparate dieser Art und ihre Weiterentwicklungen jener Zeit hatten für das Radio große Bedeutung, weil so z. B. Musik, Reden, Hörspiele oder Sendungen zum Sprachunterricht aufgezeichnet und völlig unabhängig von Aufnahmeort und -zeit sowie beliebig oft gesendet werden konnten. Damit gab es eine Alternative zur aufwendigeren Direktübertragung von Tonwerken, die vom Studio oder andernorts sofort übertragen werden mussten.
Erfindungen zur Schallwandlung Wissenschaftliche Grundlagen
Die Schallwandlung ist der Prozess, die Schallwellen der dargebotenen oder aufgezeichneten Töne wie Sprache, Musik, Geräusche in dazu in gleicher Frequenzbereich vorliegende elektrische Schwingungen umzuwandeln. Hier waren für die Entwicklung Erkenntnisse über den Elektromagnetismus und die Akustik wichtig. Zu erwähnen sind Joseph Henry, Hendrik Antoon Lorentz, Charles Augustin de Coulomb und Hermann von Helmholtz.
Reis, Bell, Hughes, Hunnings und White 1861 erfand der Physiker Johann Philipp Reis als Erster einen brauchbaren Apparat mit der Fähigkeit der Umwandlung von Schall in einen schwachen elektrischen Strom und umgekehrt. Das Reis’sche Telephon funktionierte nach dem Vorbild des menschlichen Ohres folgendermaßen (siehe Bild weiter unten):
Mit dem Sprechen in einen Schalltrichter (ähnlich dem Gehörgang) durch eine Tierhaut als Membran (ähnlich dem Trommelfell) verschlossenen ist, entstanden durch den Schalldruck verstärkt Bewegungen der Luftmoleküle, die die Membran in Schwingungen versetzten und damit ein Platinplättchen von einer rückstellenden Feder weg drücken konnten. Die Bewegungen lösten einen Strom aus, der über einen Draht abgeleitet wurde. Die Rückwandlung (das Hören) erfolgte über eine sich im gleichen Takt bewegende Stricknadel aus Eisen. Sie befand sich in einer um sie herum aus Kupferdraht gewickelten Spule, durch die der eben von der Sprecheinheit (dem Kontaktmikrophon) erzeugte Strom floss und die Bewegung der Nadel verursachte. Hier diente nun ein Holzkästchen, in dem diese Gerätschaft angebracht war, zur Verstärkung (quasi wie der Eingangs-Trichter) der zu hörenden Schallwellen. Reis nannte seine Erfindung Telephon. Allerdings wurde zu dieser Zeit in Reis’ Heimatland Deutschland nicht den Wert dieser Apparatur erkannt, sodass seine Erfindung letztendlich als Grundlage für weitere Schöpfungen Anderer diente. Die Erfindung erreichte internationalen Bekanntheitsgrad, weil Reis zahlreiche Demonstrationsmodelle, die er von Johann Valentin Albert herstellen ließ, auch in den USA verkaufte.
Eine Weiterentwicklung der Sprecheinheit des Reis’schen Telefons erzielte im Jahre 1876 neben dem Erfinder Alexander Graham Bell selbst, ein Jahr später sein Angestellter Emil Berliner. Berliner ergänzte im Mikrophon ein Stück Graphit, ein Material wie es in dieser Zeit in Elektromotoren Anwendung fand. Als eigentlicher Erfinder des Kohlemikrofons gilt aber der walisisch-amerikanische Wissenschaftler David Edward Hughes, ein US-amerikanisch-britischer Wissenschaftler, der ebenfalls wie Bell von Reis einen Musterapparat abkaufte und dessen Prinzip des Kontaktmikrofons weiter verbesserte.
Das Mikrophon als Schallwandler erlebte durch Henry Hunnings noch eine weitere Qualitätssteigerung in puncto Sprachverständlichkeit mit dem Einsatz von noch feineren Graphit-Körpern, den Kohlekörnern als Stäbchen und Stückchen. Letztlich konstruierte Anthony C. White 1890 (eingetragen als US-Patent 485311 am 1. November 1892) das erste Prinzip des Studiomikrophons. Der Werkstoff Graphit wurde später durch Elektrographit mit besseren Eigenschaften ersetzt.
Der auf Graphit basierende Typ von Mikrophonen fand in aller Welt beim Hörfunk sowie dem späteren Fernsehen noch drei Jahrzehnte Anwendung, in Sprechmuscheln von Telefonapparaten sogar noch bis in die 1970er Jahre.
Entwicklung der Übertragungstechnik Die nächste Aufgabe ist es, die mittels Schallwandlung erzeugten bzw. durch Schallaufzeichnung gespeicherten Signale zum Empfänger zu transportieren. Mitte des 19. Jahrhunderts begann eine besondere Zeit für die gesamte Nachrichtentechnik, speziell des Funks mit vielen Erfindungen und Versuchen mit der Zielsetzung der drahtlosen Übertragung.
Wissenschaftliche Grundlagen Beitragende Wissenschaftler Ørsted, Ampère und Arago Zur drahtlosen Übertragung waren Erkenntnisse des 18. und 19. Jahrhunderts, vor allem aus zwei Gebieten der Wissenschaft wichtig, der Physik und der Mathematik. Die ersten Beobachtungen magnetischer Auffälligkeiten erfolgen durch Hans Christian Ørsted, André-Marie Ampère und François Arago.
Faraday, Maxwell und Ruhmkorff Der britische Universalgelehrte Michael Faraday beschrieb in seinem Buch Historical Sketch of Electro-Magnetism die Beobachtungen von Ørsted, Ampère und Arago und fasste erste schlussfolgernde Theorien dieser Wissenschaftler zusammen. Mit diesem wissenschaftlichen Werk legte Faraday zusammen mit seinen erfolgreichen und sehr umfangreichen Experimenten zur Elektrizität und zum Magnetismus die wissenschaftliche Grundlage für viele technische Erfindungen. Außerdem entwickelte Michael Faraday und auch Heinrich Daniel Rühmkorff (bzw. andere Schreibweise Ruhmkorff) verschiedene Modelle von Funkeninduktoren, die Grundlage für spätere Oszillatoren.
An Faradays Arbeiten knüpfte der schottische Physiker James Clerk Maxwell an, indem er sie ab den 1860er Jahren systematisierte und sie in Differentialgleichungen visualisierte, die nach ihm benannten vier Maxwellschen Gleichungen. 1871 entstand die Maxwellsche Wellentheorie, mit der er voraussagte, dass eine elektrische Entladung genauso Schwingungen erzeugen müsse, wie ein ins Wasser geworfener Stein. Ein zeitlich oszillierendes elektrisches Feld erzeugt ein zeitlich oszillierendes magnetisches Feld. Wenn nun letzteres wiederum ein elektrisches Feld entstehen lässt, ist das sich nun dadurch ausbreitende elektromagnetische Feld – eine elektromagnetische Welle. Maxwells Theorie war ein wichtiger Beitrag zu den technischen Grundlagen der Übertragung von Informationen.Raoul H. Francé: Bios Die Gesetze der Welt Band II. Walter Seifert Verlag. Stuttgart-Heilbronn, 1923. S. 42.Dieter Bäuerle: Laser: Grundlagen und Anwendungen in Photonik, Technik, Medizin und Kunst. Wiley-VCH Verlag. Weinheim, 2009. S. 11 ff., ISBN 978-3-527-40803-0. Wissenschaftliche Versuche
Heinrich Hertz