Wetenschap 12 september 2000

Radio

Door S. M. de Bruijn
Het eerste zinnetje (1844) dat Samuel Morse, de uitvinder van de telegraaf, doorseint, is een deel van een bijbeltekst: „Wat heeft God gewrocht” (Numeri 23:23). Het eerste zinnetje (1876) dat Alexander Graham Bell door zijn telefoon uitspreekt, is: „Kom hier, Watson, ik heb je nodig.” De uitvinder van de radio, Guglielmo Marconi, komt bij zijn eerste boodschap (1895) niet verder dan één letter: de S. Het antwoord: een geweerschot.

Marconi
Het is halverwege de jaren tachtig van de vorige eeuw. Een Duitse studiebol, Heinrich Rudolf Hertz, duikt diep in de theorieën van een Schotse natuurkundige, James Clerk Maxwell, die met keurige formules bewijst hoe elektriciteit en magnetisme met elkaar samenhangen. Het verschijnsel is algemeen bekend: draai een magneet rond in een spoel en er ontstaat een stroom – zo werken de fietsdynamo en de elektriciteitscentrale. Maar hoe kan dat zonder dat magneet en spoel elkaar raken? Het is Maxwell die in 1861 sluitende wetten maakt om dat te verklaren en die veronderstelt dat er golven zijn, elektromagnetische golven, die zich met de snelheid van het licht verplaatsen, en energie kunnen overdragen. Ook het licht zelf is zo'n golf.

Tot zover op papier. De gevestigde wetenschappers geloven er niet veel van. Het duurt tientallen jaren tot Hertz in 1888 aantoont dat deze golven echt bestaan. Met een primitieve houten opstelling maakt hij de eerste radiozender: twee kleine spoelen wekken elk een hoge spanning op en ertussen springt telkens een vonk over. De snel trillende stroom tussen de twee spoelen wekt golven op, radiogolven. De ontvanger bestaat uit twee staven op korte afstand van elkaar. Springt tussen die staven ook een vonk over, dan zijn de golven gearriveerd op de ontvanger. Zo bewijst Hertz dat de theorie van Maxwell klopt.

Maar wat hebben de golven van Hertz –zijn naam komt terug in de eenheid voor frequentie en is de laatste jaren ook bekend als maat voor de kloksnelheid van computerprocessoren– te maken met de huidige radio? Hertz zelf denkt nog helemaal niet aan het gebruik van golven voor draadloze communicatie; die uitvinding staat op naam van een Italiaan.

Guglielmo Marconi (1874 - 1937) is ingenieus en verdiept zich al op twintigjarige leeftijd, tijdens vakanties op het landgoed van zijn familie, in de radiogolven van Hertz. Met een morsesleutel en elektrische bellen probeert hij via deze golven signalen te verzenden. Hij plaatst een zender in de raamopening van de graanzolder, en een ontvanger op een heuveltje een paar honderd meter verderop. Als hij met de seinsleutel drie tikken geeft –de morsecode voor de letter S– zwaait de boer met zijn zakdoek, als bewijs dat het signaal overgekomen is.

Marconi is niet tevreden en zet de ontvanger aan de andere kant van het heuveltje. Zal het signaal ook nu de ontvanger bereiken? De boer neemt zijn geweer mee en wacht tot de elektrische bel drie keer overgaat: de S is aangekomen. Het antwoord richting Marconi is een geweerschot: de elektromagnetische golven hebben blijkbaar geen moeite met het heuveltje. Het is april 1895.

Daarna gaat het snel. Twee jaar later begint Marconi een eigen bedrijf. Hij is dan al in staat een afstand van 18 kilometer te overbruggen. In november 1897 verschijnt het eerste vaste radiostation, in 1899 overbruggen de golven het Kanaal en eind 1901 arriveert de letter S weer als eerste aan de andere kant van de Atlantische Oceaan, tot stomme verbazing van al die wetenschappers die vertellen dat het onmogelijk is vanwege de kromming van de aarde. Het jaar daarop ontdekt Marconi dat lagen in de atmosfeer helpen bij de voortplanting van zijn radiogolven.

Als bekroning op zijn werk ontvangt Marconi in 1909 de Nobelprijs voor natuurkunde. Dan heeft de eerste radio-uitzending al plaatsgehad, op kerstavond 1906. Twee muziekstukken, een gedicht en een kort verhaal waren in een omtrek van enkele honderden kilometers via de radio te horen.

Het voorbije millennium zit vol lumineuze ideeën. Een reeks van honderd artikelen belicht wetenschappelijke, medische en technische doorbraken en het gedachtegoed van belangrijke wetenschappers.

Serie uitvindingen