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Meilensteine der Physik: Elektrizität

Meilensteine der Physik: Elektrizität

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Die Reihe "Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik" wurde von 1990 bis 2008 produziert. Die Sendungen stellen in informativer und unterhaltender Form herausragende Leistungen und Erfindungen aus allen Bereichen der Naturwissenschaft und Technik vor. Im Mittelpunkt jeder Folge stehen berühmte Entdeckungen, Forschungsergebnisse und Erfindungen. Angereichert mit vielen Anekdoten werden technische und physikalische Hintergründe durch Animationen und geschichtliche Materialien anschaulich erklärt.
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10 Die Glühlampe von Thomas A. Edison

10 Die Glühlampe von Thomas A. Edison

Watch this video in English10 Thomas Alva Edison - The Electric Light Bulb


Ver este video en Español10 La bombilla de Thomas Edison


Lange galt Thomas Edison als "Erfinder der Glühbirne" - ein Titel, den man ihm inzwischen abgesprochen hat. Seinem Platz in den Geschichtsbüchern schadete das nichts, denn den Ruhm der Erfindung der Glühbirne hatte Edison eigentlich gar nicht nötig. Der 1847 geborene Erfinder und Geschäftsmann hat auch so jede Menge vorzuweisen, denn an Geschäftstüchtigkeit und Produktivität konnte es kaum einer mit ihm aufnehmen.
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22 Karl Ferdinand Braun und die Kathodenstrahlröhre

22 Karl Ferdinand Braun und die Kathodenstrahlröhre

Watch this video in English22 Karl Ferdinand Braun's Cathode Ray Tube


Seit der Entdeckung elektrischer Vorgänge hatten sich die Naturforscher ein Gerät gewünscht, mit dem schnell veränderliche Vorgänge in elektrischen Stromkreisen beobachtet werden können. 1897 lieferte ihnen der deutsche Physikprofessor Karl Ferdinand Braun eine solche Apparatur: die Kathodenstrahlröhre. Heute schauen Tag für Tag Milliarden von menschlichen Augenpaaren auf die Oberfläche von Brauns Erfindung – nicht auf ein Messgerät freilich, sondern auf den Schirm der Bildröhre ihres Fernsehgeräts.
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23 Shockley, Bardeen, Brattain und der Transistor

23 Shockley, Bardeen, Brattain und der Transistor

Watch this video in English23 Shockley, Bardeen, Brattain and the Transistor


Ob PC, Herzschrittmacher oder Handy - viele heute unentbehrliche Geräte kamen nur auf den Markt, weil 1947 ein revolutionäres Bauelement der Mikroelektronik erfunden wurde: der Transistor. Das erste Exemplar bauten die US-Physiker William B. Shockley, John Bardeen, Walter H. Brattain.
Grundlage für Transistoren und die aus ihnen zusammengesetzten Mikrochips von heute sind die besonderen Eigenschaften von Halbleitern. Dabei handelt es sich um Elemente und Verbindungen, die in ihren Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen stehen. Schon 1874 hatte der Physiker Karl Ferdinand Braun den Gleichrichtereffekt am Übergang einer feinen Metallspitze zu einem Nichtmetallkristall entdeckt. Als die Radartechnik im Zweiten Weltkrieg zum Aufspüren feindlicher Flugzeuge und U-Boote Gleichrichter für Frequenzen im Gigahertz-Bereich benötigte, besann man sich auf den Kristallgleichrichter, der fortan als zuverlässiges Bauteil gefertigt wurde.
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77 James Prescott Joule und William Thomson - Die Entdeckung der Energie

77 James Prescott Joule und William Thomson - Die Entdeckung der Energie

Watch this video in English77 James Prescott Joule, William Thomson and the Discovery of Energy


Regardez cette vidéo en français77 La découverte de lénergie - James Prescott Joule et William Thomson


Ver este video en Español77 James Prescott Joule & William Thomson - El descubrimiento de la energía


James Prescott Joule, geboren in der Nähe von Manchester, wollte als Konkurrenz zur Dampfmaschine einen wirklich funktionstüchtigen Elektromotor entwickeln. Ein Nebeneffekt weckte seine Aufmerksamkeit: Batterie und Stromleitungen erwärmten sich während des Betriebes erheblich. Durch zahlreiche Messungen konnte er 1841 das nach ihm benannte Gesetz veröffentlichen: Die entstehende Wärme steigt mit dem Widerstand der Stromleitung, dem Quadrat der Stromstärke und der Zeit, in der der Strom fließt.
Auch danach arbeitet Joule daran, die Wärmeentwicklung bei verschiedenen Vorgängen zu messen. Er nennt die gefundene Beziehung „mechanisches Wärmeäquivalent“. Eine bedeutende Entdeckung – 1978 wird zu seinen Ehren die Einheit der Energie „Joule“ genannt.
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78 Michael Faraday - Strom aus Magneten

78 Michael Faraday - Strom aus Magneten

Watch this video in English78 Michael Faraday - From Electricity to Power Generation


Regardez cette vidéo en français78 De l'électromagnétisme aux centrales électrique


Ver este video en Español78 Michael Faraday - De la electricidad a la generación de energía eléctrica


Michael Faraday ist einer der brillantesten Köpfe des 19. Jahrhunderts. Seine Experimente zur Wechselwirkung von Magnetismus und Elektrizität legen den Grundstein für eine technische Revolution, die die Elektrodynamik mitbegründen. Die Erfindungen des englischen Selfmademan begründen die Elektrotechnik und prägen bis heute entscheidend unsere Alltagswelt. Vor allem zwei seiner Erfindungen schreiben Technikgeschichte: 1821 entdeckt Faraday das Prinzip des Elektromotors, zehn Jahre später das des Stromgenerators.
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90 Alessandro Volta und die Batterie

90 Alessandro Volta und die Batterie

Watch this video in English90 Alessandro Volta and the Battery


Ver este video en Español90 Alessandro Volta y la batteria


Alessandro Volta gelang es als Erstem, eine Energiequelle zu erfinden, die kontinuierlich elektrischen Strom produziert; mit dieser Erfindung wurde endgültig das elektrische Zeitalter eingeläutet. Volta schichtet Kupfermünzen und Zinkplättchen abwechselnd aufeinander und trennt diese durch eine in Salzwasser getränkte Lederscheibe. Als er die Enden der Volta'schen Säule mit einem Draht und seiner Hand zu einem Kreislauf verbindet, fließt elektrischer Strom. Damit hat Volta die erste Batterie erfunden.
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91 Georg Simon Ohm und der elektrische Widerstand

91 Georg Simon Ohm und der elektrische Widerstand

Watch this video in English91 Georg Simon Ohm and the Electrical Resistance


Regardez cette vidéo en français78 De l'électromagnétisme aux centrales électrique


Ver este video en Español91 Georg Simon Ohm y la resistencia eléctrica


Dass Elektrizität auch in Wärme und Licht umgewandelt werden kann, ist heute Alltag. In jedem elektrischen Gerät bewirkt der elektrische Widerstand eine Wärmeentwicklung. Ein Effekt, der schon sehr früh bekannt ist. Warum dies so ist, kann sich jedoch lange Zeit niemand erklären. Dies gelingt erst einem Mann, der viele Jahre darum kämpfen musste, als Wissenschaftler anerkannt zu werden: Georg Simon Ohm.
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92 André-Marie Ampère und der Elektromagnetismus

92 André-Marie Ampère und der Elektromagnetismus

Watch this video in English92 Andre Marie Ampere and Electromagnetism


Ver este video en Español92 Andre Marie Ampere y el electromagnetismo


Einen Zusammenhang zwischen den beiden Phänomenen Magnetismus und Elektrizität herzustellen, gelingt erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts: dem Wissenschaftler André-Marie Ampère. Er hält es für möglich, dass man zur gegenseitigen Anziehung von Materialien gar keine Magneten benötigt, sondern dass auch stromdurchflossene Drähte allein aufeinander eine Kraft ausüben. Um diese Kräfte zeigen zu können, entwickelt Ampère die Stromwaage. Dabei ziehen die beiden Leiter sich je nach Stromfluss an oder stoßen sich ab, wie zwei Magnete. Dieser Versuchsaufbau soll den Beweis für die Richtigkeit von Ampères Theorie geben. André-Marie Ampère begründet mit seinen Forschungen die Elektrodynamik.
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101 Heike Kamerlingh-Onnes, Walther Meißner und der Supraleiter

101 Heike Kamerlingh-Onnes, Walther Meißner und der Supraleiter
Materialien, unter eine bestimmte Temperatur abgekühlt, zeigen erstaunliche Eigenschaften. Sie können schweben, zeigen keinen elektrischen Widerstand mehr und können so elektrischen Strom ohne Verluste befördern. Der niederländische Physiker Heike Kamerlingh-Onnes beobachtet, dass Quecksilber bei Abkühlung mit flüssigem Helium auf Temperaturen unterhalb von minus 269 Grad Celsius elektrischen Strom völlig widerstandsfrei leitet. Damit hat er den ersten Supraleiter entdeckt. Die heutige Hauptanwendung der Supraleiter sind supraleitende Magnetspulen, wie sie in der Medizin bei Kernspintomographen Verwendung finden.
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