Der Aufforderung der Herausgeber des Lehrbuchs der drahtlosen Nachrichten- technik nachkommend, bat der Unterzeichnete zusammen mit Dr. R. THEILE, Niirnberg, und Dr.-Ing. G. WENDT, SchloB Corbeville in Frankreich, den vor- liegenden 1. Teilband, die Grundlagen des elektronischen Fernsehens, bearbeitet und jetzt abgeschlossen. Die Aufgabe war ungewohnlich. Fernsehen ist eine sehr heterogene Technik. Sie taucht ihre Wurzeln in zahlreiche, ganz verschiedenartige Wissenschafts- gebiete: solche der angewandten Physik, insbesondere der Elektronik, der Elektro- technik, der Optik und der Hochvakuumtechnik, solche der experimentellen und theoretischen Chemie, der Physiologie und der Psychologie. Ein schon ungemein umfangreiches, immer noch wachsendes Schrifttum muBte zu Rate gezogen werden, wollte man nicht, wie in vielen anderen Biichern, an der Oberfl?che des Stoffes bleiben. Es liegt in dem stark komplexen Charakter dieser Technik begriindet, daB der Leser zur Spezialisierung fast gezwungen wird. Ein Lehrbuch muB ihn daher bis an die Quellen der Vertiefungsmoglichkeit heranfiihren. Andererseits erschien es unerl?Blich, die unverriickbaren Grundlagen des Fern- sehens von heute und morgen in didaktischer Ausfiihrlichkeit zu behandeln. Der Fernsehtechniker muB die Methoden und die Werkzeuge, mit denen er ar bei ten soll, griindlich kennenlernen und sich bewuBt sein, daB am Endpunkt der Uber- tragungsanlage, die er entwirft, ein ?u13erst kritisches und anspruchsvolles Empfangsorgan, der menschliche Gesichtssinn, eingeschaltet ist.

1. Warum mussen wir fur die drahtloseTelegraphie elektromagnetische Wellen verwenden? Fur die drahtlose Telegraphie mussen wir uns elektrischer und magnetischer Felder bedienen, die von Ladungen oder Stroemen ausgehen, die wir am Sende ort herstellen, und die bis zum fernen Empfangsort laufen. Statische Felder 3 nehmen mit der Entfernung r wie 1/r ab. Das gilt sowohl fur elektrische wie auch fur magnetische Dipole. Die ubertragene Leistungsdichte (foe berechnet sich nach POYNTING zu ~ = [Q:. -9]. 6 Sie nimmt bei Benutzung statischer Felder wie 1/r mit der Entfernung ab. Die von H. HERTZ entdeckten elektromagnetischen Wellen sind ihrer Natur nach Lichtwellen. Sie unterscheiden sich von letzteren nur durch die groessere Wellenlange. Die ubertragene Leistung nimmt, wie wir aus der Photometrie 2 wissen, mit 1/r ab. Um die UEberlegenheit der Hertzschen Wellen zu zeigen, wollen wir 2 Stationen vergleichen, die in 1 km Entfernung die gleiche Leistung haben und von denen die eine mit statischen Feldern, die andere mit Wellen arbeitet. In 10 km Entfernung ist die Leistung der Wellenstation auf 1/100, die der "sta tionaren" auf 1/1000000 abgesunken. Die Wellen sind den stationaren Feldern um das 10 000 fache uberlegen. 2. Warum mussen wir hochfrequente Wechselfelder verwenden? Wir werden in dem Kapitel uber die Abstrahlung elektrischer Wellen von einer Antenne die Formel kennenlernen : Hierbei bedeutet: Cf = Feldstarke am Empfangsort AE = Wellenlange r = Entfernung heff = effektive Antennenhohe :;J = Stromstarke am Fusspunkt der Antenne.

Seit dem Erscheinen des ersten Teilbandes sind sechs Jahre verflossen, ein Zeitraum, der gekennzeichnet ist durch fortschreitende Anpassung der Auf- nahme-, Ubertragungs- und Empfangsgerate an die Anforderungen des rasch und stiindig wachsenden Fernsehrundfunks, durch dessen internationale Ver- netzung - Eurovision -, durch zwischenstaatliche Abmachungen tiber Wellen- verteilung und Senderstandorte sowie durch die Entwicklung der Gerate-und Anlagenherstellung zu einem machtigen Industriefaktor. In den USA sind gegen- wartig tiber 50 Millionen, in der Deutschen Bundesrepublik fast 7 Millionen Fernsehempfanger im Gebrauch. Die Einftihrung des Farbfernsehens liegt in den USA, Japan und UdSSR bereits einige Jahre zurtick und ist, trotz alier wirt- schaftlich gebotenen Zurtickhaltung, auch im westlichen Europa nurmehr eine Frage der Zeit. Diese kaum vorhersehbare Evolution hat ihren Niederschlag in einem un- geheuren Anschwellen der Fachliteratur gefunden, einer Tatsache, die es in An- betracht des unaufhaltsamen Fortschreitens der technischen Entwicklung - man denke an die industrielle und die wissenschaftliche Anwendung des Fernsehens, an die Ubertragung durch Satelliten, an die neue Technik der Programmspeiche- rung - zu einer schwierigen Aufgabe machte, den Zeitpunkt fUr das AbschlieBen des vorliegenden, der Technik des elektronischen Fernsehens gewidmeten zweiten Teilbandes richtig zu wahlen und der Gefahr eines allzu nattirlichen Anwachsens seines Urrifangs und Preises ohne Verzicht auf eine vollstandige Ubersicht des Stoffes zu begegnen.

2 Bedeutung sind. 1m theoretischen Teil I wird zunachst in den Abschnitten B, C, D das Grundproblem der Wellenausbreitung, namlich der EinfluB des Erdbodens und der Kugelgestalt der Erde, behandelt. Das schwierige Problem der Aus- breitung uber die Erdkugel (Beugung, ohne den EinfluB der Atmosphare) darf heute im wesentlichen als gelOst gelten. Die weiteren Abschnitte E, F, G be- handeln den EinfluB der Ionosphare auf die Wellenausbreitung und die Brechung in der unteren Atmosphare. Der Teil II behandelt die Ausbreitung in den einzelnen Wellenlangengebieten, fUr die gleiche oder ahnliche Ausbreitungsbedingungen herrschen, und zwar fur die mittleren und langen Wellen, die kurzen Wellen und die ultrakurzen Wellen. Von besonderer Bedeutung ist die Feldstarke in Abhangigkeit von der Ent- fernung bzw. dem Ort auf und tiber der Erde. Hier liegen eingehende Messungen in allen Wellengebieten vor. Wegen der Schwankungen mtissen zeitliche Mittel- werte angegeben werden. Weitere Beobachtungen betreffen die Abhangigkeit der mittleren Feldstarke von der Tages- und Jahreszeit und den Zusammen- hang mit den magnetischen Storungen und der Sonnentatigkeit. Die in allen Wellenlangengebieten infolge der Mitwirkung der Atmosphare bzw. Ionosphare auftretenden Schwunderscheinungen werden eingehend behandelt. Die Ionosphare ist fur die Wellenausbreitung im gesamten Wellengebiet mit Ausnahme der ultrakurzen 'vVellen von ausschlaggebender Bedeutung. Aus diesem Grunde wird der Ionospharenforschung ein besonderer Teil III gewidmet. 1m Teil IV werden die atmospharischen und extraterrestrischen Strahlungen behandelt.

1. Warum miissen fur die drahtlose Telegraphie Hochfrequenzstrome verwendet werden? Zur drahtlosen Nachrichteniibermittlung miissen wir uns elektrischer oder magnetischer Felder bedienen, die von Ladungen oder Stromen ausgehend in die Ferne reichen. Statische, elektrische und magnetische Felder sind dazu 3 ungeeignet, denn ihre Wirkung nimmt mit 1/r abo . Wir erkennen das am Falle eines elektrischen Dipoles. 1m freien Raum befinde sich eine Stange von der Lange 2 h. An ihren Enden trage sie zwei Kugeln mit den Ladungen +Q und -Q Coulomb. Berechne die Feldstarke im Aufpunkte P. Jede Ladung erregt nach dem COULOMBschen Gesetze eine Feldstarke (\: = _ . _I ""1 4nEo1'2, be ide setzen sich nach dem Krafteparallelogramm zusammen (5. Abb. 1). Die resultierende Feld starj{e wird dann -2Qh (if = 4 n Eo r . Abb. 1. FeldstArke des Dipols. \Venn man in einer schragen Richtung, z. B. unter dem Winkel -D, zum Antennen 3 draht fortschreitet, so erhalt man ebenfalls eine Abnahme der Feldstarke mit 1/r Zwischenrechnung: Das Potential des Dipols ist a l' -hQz 271: 0f/J = hQ az = ----, a-. Als Koordinaten fiihren wir z in Richtung der Antenne und e senkrecht zur Antenne ein. Wir erhalten fiir die Feldstarkekomponenten arp hQ3zt 3hQ. 271: 0(if = 271: 0 at = ] -, -i--= ---ya sm-D cos-D und 271: o(f. = 271: 0 = Q e1' 2 -1) = 1 (3 cosZ-D - 1)] Man erhalt eine solche Abnahme auch fiir statische Magnetfelder strom durchflossener Leiter."