1897, lautsprechendes Kuriosum: „Die sprechende Bogenlampe“

„Bereits im Jahre 1897 machte Professor Dr. Simon in Erlangen folgende merkwürdige Beobachtung. Als er in seinem Laboratorium arbeitete, hörte er, daß eine in seiner Nähe brennende elektrische Bogenlampe das knatternde Geräusch eines Induktors, der in einem anderen Raume des Instituts in Tätigkeit war, nachahmte.
Er suchte den Grund dieser auffälligen Erscheinung und fand bald, daß die zum Induktor führende Leitung ein Stück neben der Gleichstromleitung der Bogenlampe herlief. Die Induktion beeinflußte also den Gleichstrom derartig, daß er von Wechselströmen überlagert wurde. Letztere erzeugten in dem für Stromschwankungen äußerst empfindlichen elektrischen Lichtbogen Schwingungen, welche seine glühenden Gasmassen zum Tönen veranlaßten. Diese Tonschwingungen wurden der umgebenden atmosphärischen Luft mitgeteilt und so zu Gehör gebracht.

Ein Apparat für diese sprechende Bogenlampe wurde von Dr. Simon anfangs in der Weise konstruiert, wie das obenstehende Schema (Fig. 111) zeigt. In den Gleichstrom der Lichtleitung […] ist die primäre Spule eines Induktionsapparates (J) eingeschaltet. Seine sekundäre Spule steht mit einem Mikrophon (M) nebst Batterie (B) in Verbindung. Spricht, singt oder pfeift man in das Mikrophon hinein, so gerät dessen Resonanzplatte in Schwingungen, die Kohlenstäbchen schwingen mit und in der sekundären Spule entstehen Wechselströme von so hoher Frequenz, wie sie der Höhe des vor dem Mikrophon erzeugten Tones entsprechen. Der Gleichstrom der Bogenlampe, dessen Kohlenstäbe möglichst weit auseinander gezogen sein müssen, wird von induzierten Wechselströmen überlagert, der Lichtbogen gerät in Schwingungen und tönt.“ [Partheil 1907, 175f.]

Anschließend beschreibt Partheil noch eine der „vorteilhaftesten“ der im Anschluß an Simons Schaltung entwickelten Konstruktionen zur „Demonstration des sprechenden Lichtbogens“ (als Quelle gibt er an: Graetz, „Die Elektrizität und ihre Anwendungen“, 12. Aufl., S. 631) und kommt zu dem Schluß:

„Auf diese Weise kann man die Bogenlampe so laut singen, pfeifen, sprechen und verschiedene Musikinstrumente nachahmen lassen, daß die sehr reinen Töne selbst in einem großen Saale überall gehört werden können.“ [Partheil 1907, 177]


„Diese Lampe wurde im Jahre 1898 im physikalischen Institut der Universität Erlangen zum ersten Male vorgeführt.“ [Riemenschneider 1925, 12]


„Das Duddellsche Phänomen“
„Gegen Ende der neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts machte Duddell folgende Entdeckung: Schaltet man parallel zu einer Gleichstrombogenlampe eine Kapazität und eine Selbstinduktion, so gibt der Lichtbogen einen pfeifenden Ton von sich, dessen Höhe mit der Schwingungszahl des Wechselstromkreises übereinstimmt. Man nennt diese Beobachtung das Duddellsche Phänomen und kann es leicht mittelst einer gewöhnlichen mit Handregulierung versehenen und mit Gleichstrom betriebenen Bogenlampe demonstrieren, indem man parallel zu derselben einen aus vielen Windungen bestehenden Widerstand und einen aus Stanniolblättern hergestellten Kondensator […] anbringt. Dieser bildet für Gleichstrom einen unüberbrückbaren Widerstand, weil das isolierende Paraffinpapier sein Weiterströmen verhindert. Dem Wechselstrom dagegen gewährt er leicht den Durchgang; denn infolge der Influenz häuft sich bei jedem Stromwechsel im gegenüberliegenden Stanniolblatt die gleiche Menge entgegengesetzter Elektrizität an. Tritt nun im Lichtbogen eine Stromschwankung ein, wie sie z. B. durch ein verbranntes, losgebröckeltes und herunterfallendes Stück Kohle oder durch entsprechende Stromregulierung hervorgerufen werden kann, so wird der Kondensator geladen und entladen, und der zischende Lichtbogen kann unter günstigen Umständen in die Lage kommen, innerhalb des Stromkreises mit einem Teile der dem Gleichstrom entnommenen Energie hin und her pendelnde Wechselströme zu erzeugen, deren Schnelligkeit von Kapazität und Selbstinduktion des Stromkreises abhängt. […]

[…] Wie fast alle Gegenstände, so haben auch die beschriebenen Schwingungskreise, welche mit Kapazität und Selbstinduktion versehen sind, freie Eigenschwingungen, deren Frequenz durch Kapazität und Selbstinduktion bestimmt werden. Sie überlagern, wie erwähnt, den Lichtbogen. Schwillt ihre Stromstärke an, so muß infolge des Widerstandes eine Erwärmung der Leitungsbahn, also des Lichtbogens, stattfinden; nimmt die Stromstärke dagegen ab, so muß eine Abkühlung des Lichtbogens erfolgen. Da durch diese Temperaturwechsel der Lichtbogen in synchrone Vibrationen gerät, so muß auch die umgebende Luft in gleicher Weise beeinflußt werden und in Schwingungen kommen. Luftwellen werden aber, falls ihre Frequenz in bestimmten Grenzen liegt, von unserm Ohre als Schall empfunden. Die Schwingungszahlen der hörbaren Töne liegen zwischen 16 und 38000. Innerhalb dieser Grenzen vernehmen wir also das Tönen des Lichtbogens.

[…] Wird die Selbstinduktion mittelst einer geeigneten Einrichtung in bestimmter Weise verändert, so ist es möglich, den Lichtbogen in bestimmter Höhe ertönen zu lassen. Diese Töne zeigen große Ähnlichkeit mit denen einer Lippenpfeife. Das Duddellsche Phänomen hat daher große Ähnlichkeit mit der bekannten sprechenden Bogenlampe.“ [Partheil 1907, 172-175]