Am 28.12.1895 fand in Paris die erste öffentliche Kinovorführung statt. Veranstalter waren die Brüder Lumière. Geschickt hatten sie bekannte Erfindungen kombiniert und ein Wiedergabe- und Aufnahmegerät, den Kinematographen, gebaut. Ihre Filme drehten sie selbst und feierten damit große Erfolge. [Text/Bild: BR]
Der Traum vom Fliegen ist so alt wie der Mensch selbst. Doch erst Otto Lilienthal gelang es Ende des 19. Jahrhunderts, sich mit einem "Fluggerät schwerer als Luft" in diese zu erheben. Wie schon Leonardo da Vinci beobachtete Lilienthal die Vögel genau und versuchte, ihr Flugprinzip für den Menschen abzuleiten. [Text/Bild: BR]
Werner Siemens war ein rastloser Erfinder. Mit seiner Dynamomaschine ließ sich ab 1866 mechanische Energie auf ökonomische Weise in elektrische Energie umwandeln. Auch als Firmengründer hatte Siemens Fortune. Aus seiner Hinterhofwerkstatt wurde ein international erfolgreiches Unternehmen. [Text/Bild: BR]
1837 gelang es dem Franzosen Louis Daguerre (1787-1851), flüchtige Jodsilberbilder dauerhaft auf einer Glasplatte zu fixieren. Seine zerbrechlichen "Daguerrotypien" bannten den vergänglichen Augenblick durch Körperspuren des Wirklichen und machten den Maler zu einem Pionier der modernen Fotografie. [Text/Bild: BR]
Mit seinen Forschungen beweist der deutsche Physiker Heinrich Hertz (1857-94) die Existenz der von James C. Maxwell (1831-79) vorhergesagten elektromagnetischen Wellen und zeigt, dass sie sich wie Licht ausbreiten. Hertz ist der Begründer der Funktechnik, die das 20. Jahrhundert entscheidend prägt. [Text/Bild: BR]
Bei seinem Motorflug am 17. Dezember 1903 blieb Orville Wright gerade mal zwölf Sekunden in der Luft und legte 37 Meter zurück. Doch damit kam die Menschheit dem Traum vom Fliegen ein gewaltiges Stück näher. Der "Wright Flyer" war eine der ersten Glanzleistungen des neuen Jahrhunderts. [Text/Bild: BR]
Guglielmo Marconi ist schon als junger Mann von der Physik fasziniert. Mit Spannung verfolgt er die Veröffentlichungen von Heinrich Hertz und anderen Forschern seiner Generation. Jahrelang forscht er an der Übertragung elektromagnetischer Wellen, verbessert die Technik immer wieder mit Hilfe neuster wissenschaftlicher Erkenntnisse. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts schafft er so die Voraussetzungen für den modernen Rundfunk. [Text/Bild: ZDF]
Vom Pionier der Kernspaltung zum Propheten der atomaren Katastrophe: Als am 6. August 1945 beim Abwurf einer Atombombe über Hiroshima Hunderttausende starben, verfluchte Otto Hahn (1879-1968) den militärischen Missbrauch jener Kräfte, die er 1938 als Entdecker der Kernspaltung entfesselt hatte. [Text/Bild: BR]
Ob in der Medizin, beim Autobau, in der Messtechnik, der Unterhaltungselektronik oder an der Supermarktkasse - Laseranwendungen gibt es zuhauf. Wie kaum eine andere Erfindung beeinflusst der Laser mit seiner festgelegten Wellenlänge unseren Alltag. Laserlicht wurde erstmals 1960 erzeugt. [Text/Bild: BR]
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. [Text/Bild: Was Ist Was]
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. [Text/Bild: BR]
Nipkow erfand das Prinzip der zeilenweisen Zerlegung von Bildern. Die auftretenden Probleme konnten aber erst gelöst werden durch die Kathodenstrahlröhre von Braun und das Ikonoskop von Zworykin. Damit war der Entwicklungsweg frei vom öffentlichen Fernsehen über das Farbbild zum Video bis hin zum Satellitenfernsehen und HDTV. [Text/Bild: Planet Wissen]
Zellen sind der kleinste gemeinsame Nenner des Lebens: Sie haben die Fähigkeit, sich durch Stoffwechsel selbst zu erhalten, können sich reproduzieren, reagieren auf Reize und sind der Urbaustein aller höheren Organismen. Den Schlüssel zu ihrem Verständnis lieferte die Entwicklung der Mikroskopie. [Text/Bild: BR]
Erbsen zählen kann sich lohnen. Zumindest wissenschaftlich. Als der Augustinerabt Johann Gregor Mendel (1822-1884) reihenweise Hülsenfrüchte kreuzte, stellte er fest, dass sich deren Merkmale nach bestimmten Zahlenverhältnissen vererbten. Mit diesen Forschungen begründete er die klassische Genetik. [Text/Bild: BR]
Das lebensrettende Antibiotikum Penicillin wurde zufällig entdeckt. Schimmelpilze gelangten 1928 in eine Eiterbakterienkultur des Arztes Alexander Fleming und töteten Staphylokokken ab. Howard Florey und Ernst Boris Chain reinigten den Wirkstoff, konzentrierten ihn und machten ihn zum Heilmittel. [Text/Bild: BR]
Noch bis Mitte des 19. Jahrhunderts waren chirurgische Eingriffe mit zum Teil unsäglichen Schmerzen verbunden. Erst die Entdeckung der Anästhesie ersparte dem Patienten den Operationsschmerz und ermöglichte dem Chirurgen, auch komplizierte Operationen durchzuführen. Der Film zeigt die Entwicklung der Anästhesie vom ersten Einsatz des Lachgases bei Zahnoperationen, über die Anwendung von Ether und Chloroform bis hin zu modernen Anästhetika. [Text/Bild: Neanderpeoble]
Im späten 19. Jahrhundert nahm die moderne Hirnforschung Fahrt auf. Mediziner wie der Spanier Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) spürten der Gehirnstruktur nach. Heute wissen wir, dass in unserem Gehirn unzählige Nervenzellen über chemische und elektrische Synapsen in Kontakt stehen. [Text/Bild: BR]
1921 entdeckten der kanadische Arzt Frederick Banting (1891-1941) und der US-Medizinstudent Charles H. Best (1899-1978) den Zusammenhang zwischen dem Hormon Insulin und der Zuckerkrankheit. Weltweit spritzen sich heute Millionen Menschen Insulin und halten damit die Diabetessymptome im Griff. [Text/Bild: BR]
Zwar war spätestens seit der Erfindung der Kuhpockenimpfung durch Edward Jenner (1749-1823) das Prinzip der Immunisierung bekannt, doch über die Funktionsweise der menschlichen Immunabwehr wurde man sich erst sehr viel später klar. Zwei Theorien schienen sich zunächst gegenseitig auszuschließen: Die Seitenkettentheorie von Paul Ehrlich und die Theorie der Freßzellen von Elias Metschnikoff. Anfang des 20. Jahrhunderts konnten beide Theorien doch noch auf einen gemeinsamen Nenner gebracht werden. [Text/Bild: Neanderpeoble]
Lange Zeit blieb die Ursache der Krebserkrankung dem Menschen verborgen. Erst 1928 wurde eine Theorie veröffentlicht, die die Entstehung von Krebs erklären konnte: Die Mutationstheorie der Geschwulstentstehung von Karl Heinrich Bauer. Der Film zeigt, wie er das Wissen seiner Zeit zu einer fruchtbaren Theorie zusammenführte und damit die Grundlagen der modernen Krebsforschung schuf. [Text/Bild: Neanderpeoble]
1896 entdeckt Henri Becquerel eine neue Art von Strahlung, die von Uranverbindungen ausgeht. In der Fachwelt findet seine Entdeckung, ganz im Gegensatz zu den kurz zuvor entdeckten Röntgenstrahlen, kaum Beachtung. Der ehrgeizigen Marie Curie scheinen die Strahlen jedoch ein interessantes Arbeitsgebiet zu sein. Mit Unterstützung ihres Mannes Pierre entdeckt sie bald schon zwei neue, ebenfalls strahlende Elemente: Polonium und Radium. Die Curies geben dem Phänomen den Namen „Radioaktivität“. [Text/Bild: BR]
Die Industrielle Revolution löste ein explosives Bevölkerungswachstum aus. Zwischen 1750 und 1914 nahm die Zahl der Menschen in Europa von rund 150 auf 450 Millionen zu. Ohne massive Steigerung der Bodenerträge waren die Massen nicht zu ernähren. Doch dazu brauchte es neue und bessere Düngemittel. [Text/Bild: BR]
Südamerikas Indianer nutzten längst Kautschuk aus "weinenden Bäumen", als sich Europäer im 18. Jh. dafür interessierten. Der US-Chemiker Charles Goodyear gab dem Werkstoff 1839 durch Vulkanisation die nötige Elastizität, der Deutsche Fritz Hofmann erfand 1909 den synthetischen Gummi. [Text/Bild: BR]
Ein deutscher Chemiker enträtselt Anfang der 1920er-Jahre die Struktur von Zellstoffen. Hermann Staudinger erkennt die Bedeutung kettenförmig aufgebauter Makromoleküle als Bausteine des Kunststoffs. Heute ist Plastik, der "Stoff der Moderne", ein fester Bestandteil unseres Alltagslebens. [Text/Bild: BR]
Was hat Teer mit leuchtend bunten Stoffen zu tun? Ziemlich viel! Lange Zeit war Teer der wichtigste Ausgangsstoff für die Farbherstellung. Dann entdeckten Medizinforscher, dass künstliche Farbstoffe sogar Bakterien wie den Syphiliserreger abtöten. Oder wie das Aspirin den Kopfschmerz bekämpfen. [Text/Bild: BR]
Der Chemiker Linus Pauling hat die Quantenmechanik, eine von den Physikern geschaffene Theorie zur Erklärung von Phänomenen im atomaren Maßstab, in die Chemie eingeführt. Er konnte mit diesem theoretischen Werkzeug der chemischen Bindung eine physikalische Begründung geben. Darüber hinaus gelang es ihm, seine Vorstellungen von der chemischen Bindung auch auf komplexe Moleküle anzuwenden, so auf die komplizierten Eiweißmoleküle. [Text/Bild: Neanderpeoble]
Philosophen der griechischen Antike schufen den Begriff des „Atoms“, des kleinsten nicht weiter teilbaren Teilchens. Erst zwei Jahrtausende später gab John Dalton (1766–1844) dem Atom eine wissenschaftliche Bedeutung. Damit konnten chemische Reaktionen in Zahlen gefasst werden. Doch zeigten sich zunehmend Schwächen einer einfachen Theorie, die die Atome als harte, unteilbare Kugeln sah. Erfolgreicher waren differenziertere Atommodelle. Eines der bedeutsamsten wurde 1913 von Niels Bohr geschaffen. Auf dem Bohr’schen Atommodell basiert das heutige Verständnis vom atomaren Aufbau der Materie. (Text: BRalpha)
Segen oder Fluch? Vor 50 Jahren kam die erste Antibabypille auf den Markt. Für den Vatikan ist sie bis heute ein verbotener Irrweg, der die Sexualität banalisiert. Für rund 120 Millionen Frauen weltweit ist sie ein emanzipatorischer Meilenstein und ein tägliches Stück sexueller Selbstbestimmung. [Text/Bild: BR]
Wie und wann haben sich eigentlich die Planeten entwickelt? Lange tappten die Wissenschaftler bei dieser Frage im Dunklen oder tischten abenteuerliche Theorien auf. Erst der französische Mathematiker und Astronom Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) kam der heute gültigen Antwort ziemlich nahe. [Text/Bild: BR]
Gaspard de Coriolis (1792-1843) gelingt auf der Basis der Trägheitsgesetze Newtons ein entscheidender Durchbruch in der Wetterforschung. Er entdeckt eine Kraft, die die Ablenkung von Luft- und Wassermassen bewirkt und so globale Zirkulationssysteme in den Weltmeeren und der Atmosphäre beeinflusst. [Text/Bild: BR]
Hat die Welt stets so ausgesehen wie heute? Was hat die Kontinente geformt, welche Kraft hat sie auf ihren Platz gestellt? Sind die Festlandmassen verschobene Bruchstücke einer geborstenen Urerde, die noch immer auseinander treiben? Alfred Wegener hat diese Fragen gestellt und Antworten gefunden. [Text/Bild: BR]
Ballone sind aus der Atmosphärenforschung nicht wegzudenken. Zur Datenermittlung aus der Troposphäre und der Stratosphäre werden neben Flugzeugen auch Ballonsonden eingesetzt. Léon-Phillippe Teisserenc de Bort benutzte 1898 unbemannte Ballone als Sonden und Messplattformen, um die einzelnen Luftschichten zu erforschen, die höher als 10.000 Meter lagen. Das Ergebnis seiner Messreihen ergab ein Konzept, nachdem die Atmosphäre in zwei Schichten unterteilt ist, die Troposphäre und die Stratosphäre. Es dauerte Jahre, bis bemannte Ballone in die Stratosphäre vordrangen. Am 27. Mai 1931 gelangten Auguste Piccard und sein Partner Paul Kipfer als erste Menschen unbeschadet mit einem Ballon in eine Höhe von 15.785 Metern – in die Stratosphäre. (Text: SWR Fernsehen)
Der Golfstrom ist Europas Zentralheizung. Als gigantisches "Förderband" transportiert er Warmwasser aus den Tropen nach Norden. Nur deshalb ist es bei uns im Winter deutlich wärmer als in Alaska. Einer der ersten Wissenschaftler, der das Strömungssystem erforschte, war Benjamin Franklin (1706-90). [Text/Bild: BR]
Wir sehen es nicht, wir spüren es nicht. Trotzdem ist das Erdmagnetfeld eine Tatsache. Mehr als das: Es ist unverzichtbar. Als Orientierungshilfe und als Schutzschild gegen agressive Strahlung aus dem All. Wesentliche Impulse zu seiner Erforschung setzte der Mathematiker Carl Friedrich Gauß. [Text/Bild: BR]
632 Jahre vergingen vom Baubeginn bis zur Vollendung des Doms im Jahre 1880. Am 15. August 1248 wurde der Grundstein für die Jahrhundert-Kathedrale gelegt. Vorher wurde der Alte Dom zu Köln aus der karolingischen Zeit – die Amtskirche des Kölner Erzbischofs – abgerissen, um dem neuen Dom Platz zu machen. Meister Gerhard entwarf einen Dom, der in seinen Ausmaßen jede andere Kathedrale übertrifft. Zu Beginn des 16. Jahrhunderts ist die erste Bauphase des Doms abgeschlossen. Doch durch fehlende Gelder und Spenden ruht der Dombau über 300 Jahre. Erst Anfang des 19. Jahrhunderts gelingt es, das Bauwerk zu zeichnen, da die Unterlagen zerstört oder unauffindbar sind, und nach nur 38 Jahren Bauzeit ist der Kölner Dom fertig gestellt. Am 15. Oktober 1880 wird das architektonische Wunderwerk mit dem Aufsetzen der Kreuzblume auf den Südturm vollendet. Seit 1996 zählt der Koloss am Rhein zum Weltkulturerbe. (Text: SWR Fernsehen)
Die Londoner U-Bahn ist die älteste U-Bahn der Welt. Über 400 Kilometer erstreckt sich das Netz unter der Stadt. 408 Rolltreppen und 112 Aufzüge transportieren die Massen in diese moderne „Unterwelt“ und wieder nach oben. Marc Isambard Brunel entwickelte für den Tunnelbau den sogenannten Schildvortrieb. Der Schildvortrieb wurde durch den Ingenieur Peter William Barlow weiterentwickelt, der 1869 mit dem Bau des ersten U-Bahn-Tunnels unter der Themse beauftragt wird. Barlow ersetzt nun Brunels Kasten durch eine runde Eisenplatte und stützt den Tunnel durch runde Eisensegmente ab, die miteinander verschraubt werden. Das runde Vortriebsschild gibt der Röhre ihre Form und der U-Bahn ihren Namen: Die Londoner nennen sie „The Tube“ – die Röhre. Im Dezember 1890 wird die erste elektrische U-Bahn auf der Strecke zwischen Stockwell und King William Street durch die City & South London Railway eröffnet. (Text: SWR Fernsehen)
Es ist eines der Wahrzeichen New Yorks und gilt oftmals als das achte Weltwunder. Fast ein halbes Jahrhundert war es mit 381 Metern das höchste Gebäude der Welt: das Empire State Building. Der Platzmangel in den Städten zwang zu neuer Bauweise, das war die Geburtsstunde der Wolkenkratzer. John Jacob Raskob, der Gründer von General Motors, hatte sich entschlossen, den höchsten Wolkenkratzer zu bauen – innerhalb von nur 18 Monaten. Für das Empire State Building wurde die Stahlskelettbauweise übernommen, die Gustave Eiffel exemplarisch für den Eiffelturm in Paris angewandt hatte. Mehr als 60.000 Tonnen Stahl und über 30.000 Quadratmeter hochwertiger Marmor, 20.000 Quadratmeter Glas für die 6.500 Fenster und zehn Millionen Backsteine wurden für das Gebäude verbraucht. Mit über 800 Metern Höhe schickt sich der Burj Dubai an, einen nachhaltigen Höhenmaßstab zu setzen. Seit März 2008 lässt er das Kopf-an-Kopf-Rennen der nächstkleineren Gebäude in der 450-Höhenmeterklasse weit unter sich. (Text: SWR Fernsehen)
Die Golden Gate Bridge: wohl die berühmteste Brücke der Welt und ein Wahrzeichen Amerikas. Der Stadtentwickler Michael O’Shaughnessy beauftragte den Ingenieur Joseph Baermann Strauss mit dem Entwurf einer Brücke über die Golden Gate Bucht. Strauss wagt eine beispiellose Konstruktion, er kombiniert die beiden gängigsten Bautechniken: freitragende und Hängebrücke. Wichtige Voraussetzungen waren, dass die Pfeiler der Brücke sowohl der extrem starken Gezeitenströmung als auch den Ozeanwellen und den häufigen Stürmen standhalten. Außerdem musste die Brücke hoch genug sein, damit die gewaltigen Kriegsschiffe sie passieren konnten. Zur Eröffnung 1937 ist die Brücke 27 Meter breit, 227 Meter hoch, 2.737 Meter lang und 894.000 Tonnen schwer. Die Witterung und der widrige Standort sorgen dafür, dass bis heute ständig restauriert, gestrichen und nachgebessert werden muss. Das Tor zum Pazifik ist eine ewige Baustelle. (Text: SWR Fernsehen)
Am 26. August 1972 blickt die Welt auf München: Es ist die Eröffnung der 20. Olympischen Sommerspiele. Der Entwurf des Münchner Olympiastadions stammt von dem Stuttgarter Architekten Günter Behnisch. Die Meisterleistung dieses Stadions ist das Zeltdach von mehr als 70.000 Quadratmeter. Die Realisierung des Zeltdachs stellt große Probleme dar – mit Hilfe des Architekten und Zeltbauers Frei Otto gelingt es aber, mit einer einzigartigen Seilnetzkonstruktion das Zeltdach zu spannen. 34.000 Quadratmeter Seil werden zu Netzen verknüpft und Acrylglasplatten werden eingepasst. Drei Monate vor der Eröffnung ist das Stadion fertig: Mit seinem eigenwilligen Zeltdach hat Frei Otto ein Symbol für die Zukunft geschaffen. (Text: SWR Fernsehen)
Pyramiden sind Gräber, Kultdenkmäler und Machtsymbole. Generationen von Wissenschaftlern versuchten ihre Geheimnisse zu ergründen. Sie erforschten technische Möglichkeiten der Zeit und vermeintliche Spuren von Aliens. Doch das Wie und Warum des Pyramidenbaus wirft noch immer viele Fragen auf. [Text/Bild: BR]
Eine große Hochwasserkatastrophe im Jahre 1905 führte letztlich dazu, dass Las Vegas heute zur Metropole des Glückspiels geworden ist. Der Colorado River überschwemmte während des Hochwassers große Teile des Westens der USA. Um die Wüste fruchtbar zu machen, wurde beschlossen, den 1.400 Meilen langen Colorado zu stauen. (Text: SWR Fernsehen)
Nikolaus Kopernikus (1473-1543) hat unser Weltbild revolutioniert. Die Erde, schreibt er in seinem Werk "De revolutionibus orbium coelestium", befindet sich nicht im Mittelpunkt des Weltalls, sondern bewegt sich um die Sonne herum. Damit ist die Basis der modernen Astronomie geschaffen. [Text/Bild: BR]
Ein halbes Jahrhundert nach Kopernikus entdeckt Johannes Kepler (1571-1630) die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Planetenbewegung. Seine bahnbrechenden Erkenntnisse machen ihn neben Galileo Galilei, René Descartes und Isaac Newton zu einem Wegbereiter der neuzeitlichen Naturwissenschaften. [Text/Bild: BR]
Galileo Galilei, Mathematikprofessor in Padua, hält 1609 erstmals ein Fernrohr in Händen. Sofort begreift er die Bedeutung der Erfindung des Holländers Jan Lippershey und nutzt das Teleskop zur Himmelsbeobachtung. Galilei entdeckt, dass die Milchstraße aus einer Fülle von Sternen besteht. [Text/Bild: BR]
Mit Obst fing es angeblich an. Nicht nur in der Bibel. Weil er wissen wollte, wieso ein Apfel stets von oben nach unten fällt, entwickelte Isaac Newton die die Gravitationslehre. Neben den Grundlagen der Mechanik formulierte er eine Teilchentheorie des Lichts und erklärte die Spektralzerlegung. [Text/Bild: BR]
Theoretisch war die Sache längst ausgemacht: Die Erde steht nicht still. Sie dreht sich nicht nur um die Sonne, sondern auch um die eigene Achse. Praktisch beweisen ließ sich das allerdings nicht. Bis ein Schulversager, Studienabbrecher und Seiteneinsteiger auf den genialen Dreh mit dem Pendel kam. [Text/Bild: BR]
Max Planck (1858-1947), ein begnadeter Physiker und Wissenschaftsorganisator, weckt ein neues Verständnis für die Prozesse der Natur. Er kann nachweisen, dass Atome Strahlung nicht kontinuierlich, sondern in Energiepaketen emittieren, und leitet ein Gesetz her, das diese Strahlungsvorgänge erklärt. [Text/Bild: BR]
Was würde geschehen, wenn ich hinter einem Lichtstrahl hereilen und ihn schließlich einholen würde?“ Diesen Gedanken stellt sich ein 17-jähriger Junge, der gerade die Schule verlassen hat. Einige Jahre später vollendet er den Gedankengang und verändert damit nicht nur die Vorstellungen von Raum und Zeit, sondern die des ganzen Universums. Es ist die wohl berühmteste Formel der Welt: E=mc². (Text: SWR Fernsehen)
Edwin Powell Hubble widmete schon seine Doktorarbeit den Galaxien. Dank seiner Forschungen konnte er beweisen, dass es Galaxien außerhalb unserer Milchstraße gibt. Um die Entfernung solcher Galaxien zu ermitteln, nutzte man in ihrer Größe und Helligkeit schwankende Sterne, so genannte Cepheiden, die sich als astronomischer Zollstock bewährt hatten. Hubble gelang es zu belegen, dass die Galaxien auseinanderdriften und dass sich das Universum ausdehnt. Damit konnte auch die Urknall-Theorie neu entfacht werden. Der Beweis dafür gelang den beiden Amerikanern Arno Penzias und Robert Wilson mit Hilfe radioastronomischer Untersuchungen. 1978 erhielten sie dafür den Nobelpreis. Zur Gewinnung neuer Daten über das Universum nutzen die Astronomen seit Jahrzehnten das nach Edwin Powell Hubble benannte Weltraumteleskop. Heute geht man davon aus, dass das Universum ewig expandiert.
James Prescott Joule, geboren in der Nähe von Manchester, wollte als Konkurrenz zur Dampfmaschine einen wirklich funktionstüchtigen Elektromotor entwickeln. Doch er musste erkennen, dass ein solcher Motor aufgrund des enormen Verbrauchs von Zink und Batterieflüssigkeit keine wirkliche Alternative darstellt. Ein Nebeneffekt aber 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. (Text: SWR Fernsehen)
Mit seinen bahnbrechenden Experimenten ist der Engländer Michael Faraday ein entscheidender Wegbereiter der Elektrodynamik. Vor allem zwei seiner Erfindungen haben die Alltagswelt revolutioniert: der Elektromotor und der Stromgenerator. Faraday stammt aus einfachsten Verhältnissen. Vom Laufburschen arbeitet er sich zum Wissenschaftler an der Royal Institution in London empor. Inspiriert von den Forschungen des Dänen Hans Christian Oersted zeigt Faraday 1821, dass sich elektrische Energie in mechanische umwandeln lässt. Er erfindet den Prototyp des Elektromotors. Zehn Jahre später entdeckt Faraday das Phänomen der elektromagnetischen Induktion. Auf dieser Grundlage findet er heraus, wie sich aus mechanischer Bewegung elektrischer Strom gewinnen lässt. Damit ist der Grundstein zum Stromgenerator gelegt. Bis heute ermöglicht er eine Stromversorgung im großem Stil. Der Film zeichnet den Werdegang eines der wichtigsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts nach und erklärt die Funktionsweise seiner wichtigsten Erfindungen.
Seit undenklichen Zeiten beschäftigen sich Mythen, Legenden, aber auch ernsthafter Forscherdrang mit dem Traum des Menschen, sich in die Lüfte erheben zu können. Am 4. Juni 1783 führen die Gebrüder Montgolfier in Annonay der Öffentlichkeit vor, wie man einen Ballon mit durch Feuer erhitzter Luft fliegen lässt. Etwa zeitgleich gelingt es auch dem Physiker Jacques Alexandre Charles mit Hilfe von Wasserstoff einen Ballon aufsteigen zu lassen. Seit dieser Zeit werden der Heißluftballon „Montgolfiere“ und der Gasballon „Charliere“ genannt. Es sollte aber noch dauern, bis auch Menschen mit den Ballonen fahren konnten. Heute dienen die Mongolfieren in erster Linie dem Vergnügen, während Gasballone zum Beispiel in der Klimaforschung unverzichtbar sind. (Text: SWR Fernsehen)
Noch bis zu Beginn der Neuzeit um 1500 konnte ein Großteil der Bevölkerung nicht rechnen. Auf Märkten etwa, wo mit den verschiedensten Währungen bezahlt wurde, fehlte den meisten das Wissen, um den vom Händler genannten Preis nachzuprüfen. Der Mann, der dies ändern sollte, indem er die Kunst des Rechnens dem gemeinen Volk verständlich machte, war Adam Ries, besser bekannt unter dem Namen Adam Riese. (Text: SWR Fernsehen)
Im Jahre 1825 wurde von dem jungen Louis Braille ein Blindenschriftsystem entwickelt, das bis heute auf der ganzen Welt als Blindenschrift genutzt wird. Der Pädagoge Valentin Haüy gründete 1785 in Paris die erste Blindenschule Europas. Haüy war es auch, der eine erste Blindenschrift entwickelte. Bei seiner Reliefschrift wurden mit einer eisernen Feder spiegelverkehrt Schriftzeichen in dickes Papier eingeritzt. Aber es gab nur wenige Bücher, die in dieser Schrift gedruckt wurden. 1821 stellte der ehemalige Artillerieoffizier Charles Barbier de la Serre der Blindenschule ein Schriftsystem aus erhaben geprägten Punkten vor, das dem jungen Louis Braille als Basis seiner Überlegungen diente und ihm schließlich den Erfolg brachte: Es besteht wie bei einem Spielwürfel aus maximal sechs Punkten pro Zeichen, die mit der Fingerkuppe auf einmal erfasst werden können. 1878 wurde auf einem Kongress in Paris Louis Brailles System zur international verbindlichen Blindenschrift erklärt. – Der Film eignet sich für den Einsatz im Unterrichtsfach Gemeinschaftskunde. (Text: hr-fernsehen)
Die alljährliche Nobelpreisverleihung in Stockholm ist ein mediales Großereignis. Jeder dieser Preise ist mit über einer Million Euro dotiert. Doch nur wenige wissen, dass die Preise von einem Mann gestiftet wurden, der als Erfinder des Dynamits und als einer der erfolgreichsten Unternehmer des 19. Jahrhunderts Geschichte machte. (Text: EinsPlus) Diese Sendung zeigt, wie sehr die Biografie des schwedischen Chemikers Alfred Nobels mit brisanten Stoffen verknüpft ist. Er wird am 21. Oktober 1833 in Stockholm geboren und wächst in Russland auf. Während einer Studienreise trifft er auf einen Stoff, der unkontrolliert explodiert: Nitroglyzerin. Es hat die sechs- bis siebenfache Sprengwirkung von Schwarzpulver. Der Ausgangsstoff Glyzerin ist ein billiger Rohstoff. Doch Feuer und selbst kleinste Stöße lassen Nitroglyzerin explodieren. Nobel versucht, den Stoff sicherer zu machen. Zunächst gelingt es ihm nicht. Dann entwickelt er den Initialzünder: Damit kann eine größere Menge Sprengstoff erstmals kontrolliert gezündet werden. Das "Nobel'sche Spreng-Öl" ist jedoch weiterhin gefährlich. Der Zufall hilft Nobel oft weiter. So saugt Kieselgur überraschend das Spreng-Öl auf. Also mischt Nobel das Nitroglyzerin mit dem Algenpulver. Der Sprengstoff ist nun stoßunempfindlich und fest – das erste Dynamit. Doch Nobel ist noch nicht zufrieden: Das Dynamit soll weniger qualmen. Er entwickelt das rauchschwache Pulver Ballistit, das nur für militärische Zwecke verwendet wird. Dabei verabscheut der Chemiker den Krieg. Weil er nicht als "Dynamit-König" in die Geschichte eingehen will, schreibt er ein außergewöhnliches Testament. Darin begründet er den wichtigsten Forscherpreis der Welt.
Ein Name steht für die Erfolgsgeschichte der Dampfmaschine: James Watt. Der englische Ingenieur hat sie nicht erfunden, aber er hat ihre Funktionsweise entscheidend verbessert. 1773 werden die ersten Watt’schen Dampfmaschinen produziert, doch Watt arbeitet bereits an Verbesserungen. Er will die Leistung der Dampfmaschine erhöhen, damit sie neben ihrer bisherigen Aufgabe als Pumpe auch für andere Einsatzgebiete taugt. Das gelingt Watt mit der doppelt wirkenden Dampfmaschine. Mit dieser Technik kann Watt beide Kolbenbewegungen, das Heben und das Senken, nutzen – eine wesentliche Leistungssteigerung. Auch 200 Jahre nach den ersten Einsätzen von Dampfmaschinen ist James Watt in unserem Alltag noch immer gegenwärtig: in der von ihm eingeführten Pferdestärke ebenso wie in der nach ihm benannten Einheit Watt beziehungsweise Kilowatt.
Der italienische Physiker Alessandro Volta (1745-1827) gilt als Geburtshelfer des elektrischen Zeitalters. Vor allem eine Erfindung ist es, die ihn bereits zu Lebzeiten berühmt macht: Volta konstruiert die erste elektrochemische Zelle. Den Anstoß zu Voltas Entdeckung liefert der Anatomie-Professor Luigi Galvani (1737-1798). Er hatte gehäutete Froschschenkel durch die Berührung mit Metallen zum Zucken gebracht und daraus auf eine "tierische Elektrizität" geschlossen. Volta ist von Galvanis Experimenten fasziniert, glaubt aber nicht an dessen Hypothese. In eigenen Experimenten zeigt er, dass unterschiedliche Metalle ausreichen, um elektrische Effekte zu erzielen. Volta konstruiert eine Säule, die als "Volta-Säule" in die Geschichte eingeht: Es ist der Prototyp einer Batterie – die erste praktisch nutzbare Stromquelle. Sie macht die weitere Erforschung der Elektrizität erst möglich. Der Film verfolgt Voltas Laufbahn und rekonstruiert den Verlauf seiner Entdeckungen vor dem Hintergrund der zeitgenössischen Diskussion um Ursprung und Natur der Elektrizität. Er erklärt die Funktionsweise einer elektrochemischen Zelle am Prototyp der "Voltaschen Säule".
Dass Elektrizität auch in Wärme und Licht umgewandelt werden kann, ist für uns 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. (Text: SWR Fernsehen)
Einen Zusammenhang zwischen den beiden Phänomenen „Magnetismus“ und „Elektrizität“ herzustellen, gelingt erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts: dem Wissenschaftler André-Marie Ampère. (Text: SWR Fernsehen)
Niedriger Luftdruck am Boden heißt: Es ist ein Schlechtwettergebiet im Anzug. Der Mann, der das erkannt hat, lebte mitten in den Unruhen des 30-jährigen Krieges, vor über 350 Jahren – der Mathematiker, Philosoph und Gelehrte Blaise Pascal. (Text: SWR Fernsehen)
Die ersten Flugzeuge waren Propellerflugzeuge. Sie sind einfach zu bauen und ihre Geschwindigkeit war Anfang des 20. Jahrhunderts ausreichend. Es ist der Brite Frank Whittle (1907-1996), der über einen Antrieb nachdenkt, der für mehr Geschwindigkeit geeignet wäre. Seine geniale Idee: Er will den nötigen Schub direkt durch Verbrennung von Luft und Treibstoff in einer Brennkammer erzeugen. [Text/Bild: BR]
Der Erfinder des gleichen Prinzips, das auch heute noch in Kühlschränken angewendet wird, kommt aus Bayern: Carl Linde wird 1842 in Oberfranken geboren. Nach seinem Maschinenbau-Studium arbeitet er zunächst als Ingenieur; sein Interesse gilt der Wärmelehre. Linde entwirft eine Kältemaschine, die auf einem Kreislaufprinzip basiert. Diese neue Maschine entzieht ihrer Umgebung so viel Wärme, dass es möglich wird, aus Wasser Kunsteis zu erzeugen. Für diese Kühlmaschine erhält Linde 1877 die deutschen Reichspatente und gründet schließlich eigene Eisfabriken. (Text: SWR Fernsehen)
Man kennt es auch heute noch, das schwarze Wählscheibentelefon aus Bakelit. Der Erfinder dieses vollständig künstlich hergestellten Werkstoffs heißt Leo Hendrik Baekeland. Nach seinem Studium der Chemie und der Suche nach einem verarbeitbaren „Kunststoff“ interessieren ihn vor allem die Phenol-Formaldehyd-Reaktionen in der organischen Chemie. (Text: SWR Fernsehen)
Die Chemische Fabrik in Griesheim ist seit 1890 ein Großhersteller von Natronlauge – und somit auch von Chlor, welches große Lagerprobleme verursacht. Der junge Chemiker Fritz Klatte findet hier einen Weg, das problematische Gas in einem neuen, festen Stoff zu binden.1912 synthetisiert er so Vinylchlorid. (Text: SWR Fernsehen)
Das Thema alternative Energieversorgung ist heute wichtiger als je zuvor und dies beschert auch einer 190 Jahre alten Erfindung neue Aufmerksamkeit: dem Stirling-Motor, benannt nach seinem Erfinder Reverend Robert Stirling. Obwohl die Prinzipien der Thermodynamik noch nicht bekannt sind, kennt Stirling bereits die Eigenschaften von Gasen, sich bei Wärme auszudehnen und bei Kälte zusammenzuziehen. Auf diesem Prinzip beruht die Funktion des Stirling-Motors. Einer der größten Vorteile des Stirling-Motors ist, dass er jeden beliebigen Brennstoff nutzen kann. (Text: SWR Fernsehen)
Der Brite William Grove (1811-1896) baut 1839 die erste funktionsfähige Brennstoffzelle. Die Spezialbatterie, die aus Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugt, erhält zu Groves Lebzeiten wenig Beachtung. Heutzutage gilt sie jedoch als viel versprechende Technologie um alternative Energiequellen zu erschließen. Inspiriert wird Grove durch den englischen Physiker Michael Faraday (1791-1867), der 1833 Wasser durch Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Geht dies auch rückwärts? Der Chemiker Christian Friedrich Schönbein (1799-1868) macht 1838 eine ermutigende Entdeckung: Taucht man zwei Platindrähte in Schwefelsäure und umspült einen mit Wasserstoff und einen mit Sauerstoff, so fließt Strom. Grove verbessert den Versuch, bis eine funktionsfähige Apparatur entsteht. Obwohl Grove die Leistung seiner Gasbatterie steigert, verdrängt der Dynamo sie wenig später. Erst der Einsatz in U-Boot und Raumkapsel belebt die abgasfreie Technik wieder. In den 1970er Jahren intensivieren sich die Bemühungen der Forscher, Wasserstoff als alternative Energiequelle zu nutzen. Inzwischen gibt es verschiedene Typen von Brennstoffzellen. Der Film beschreibt Groves Beitrag zur Entwicklung der Brennstoffzelle und erklärt das Prinzip. Daneben zeigt er, welche Rolle die Technologie im 21. Jahrhundert spielen könnte.
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. (Text: SWR Fernsehen)
Warum fliegt ein Flugzeug? Was hält es in der Luft? Wie funktioniert ein Parfumzerstäuber? Warum kommt der Duschvorhang beim Duschen immer näher und klebt irgendwann am Körper? (Text: SWR Fernsehen)
Das Mikroskop hat wie kein zweites Forschungsgerät die Entwicklung in den Naturwissenschaften und vor allem auch in der Medizin beeinflusst. Grundlage für diese Forschungserfolge ist die mathematisch exakte Formulierung der Bildentstehung im Mikroskop. Viele Wissenschaftler hatten daran vergeblich gearbeitet. Der Durchbruch gelingt einem vom Unternehmer Carl Zeiss angestellten Mathematiker und Physiker in Jena: Ernst Abbe. Sein Ziel war es, konstant gute Mikroskope mit minimalen Fehlern in der Abbildung zu fertigen, und dass ihm dies gelungen ist, beweisen die heutigen Lichtmikroskope, für die Ernst Abbe die Grundlagen schaffte. (Text: SWR Fernsehen)