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William Henry Bragg (1862 - 1942), Großbritannien

Nobelpreis für Physik 1915

Porträtbild
Bild: William Henry Bragg [1]

für die Verdienste um die Erforschung der Kristallstrukturen mittels Röntgenstrahlen (gemeinsam mit seinem Sohn William Lawrence Bragg)

Nach Abschluss des Mathematikstudiums am Trinity College der Universität Cambridge folgte William H. Bragg 1886 bereits im Alter von 24 Jahren einem Ruf der Universität von Adelaide, Südaustralien, und übernahm dort den Lehrstuhl für Mathematik und Physik. Erst nach über 20 Jahren kehrte er nach England zurück, wo er in seiner Zeit als Professor für Physik an der Universität von Leeds (1909-1915) zusammen mit seinem Sohn William Lawrence Bragg einen neuen Wissenschaftszweig von großer Bedeutung begründete. War der Wellencharakter der Röntgenstrahlung bereits von Max von Laue (der hierfür den Nobelpreis für Physik 1914 erhielt) anhand ihrer Beugung beim Durchgang durch Kristalle nachgewiesen worden, so ist die Nutzung dieser Strahlung für die systematische Erforschung des Aufbaus kristalliner Materie gänzlich den Braggs zuzuerkennen.[2]

Bestimmung von Schallrichtungen

PatentzeichnungBild vergrößert anzeigenFigur 1: Gerät zur Erfassung von Schallrichtungen (aus GB 125 446 A )

Während des ersten Weltkriegs wurde Bragg von der britischen Admiralität mit Forschungsarbeiten zur Aufspürung submariner Schallquellen betraut. Aus dieser Zeit stammt auch eine Patentanmeldung (pdf- Datei GB 125 446 A ) gemeinsam mit Ernest Rutherford, Nobelpreisträger für Chemie 1908, die ein Ortungsgerät zur Bestimmung der Schallrichtung in Wasser beschreibt. Gemäß Figur 1 (Front- sowie Schnittansicht) besteht sie aus einer in einem massiven Ring c fest eingespannten, schwingfähigen Membran a, in deren Mitte eine wasserdichte Kammer d angeordnet ist, in welcher sich ein Mikrophon e befindet. Durch Drehung eines diese Anordnung tragenden Halterohrs k wird ein Schwingungsmaximum der Membran erhalten, wenn die von einer zu ortenden Quelle ausgesendeten Schallwellen senkrecht auf die Membranfläche eintreffen. Lässt man die Vorrichtung beispielsweise von Bord eines Schiffes ins Wasser eintauchen, lässt sich mit Hilfe eines am oberen Ende des Halterohrs angebrachten Zeigers die Ausrichtung der Membran und somit der Schallquelle anzeigen.

Schallübertragung mittels Lichtstrahlen

Eine weitere Patentanmeldung von Bragg (pdf- Datei GB 124 805 A) befasst sich mit einer Methode zur Schallübertragung, bei welcher einem Lichtstrahl eine zu Amplitude und Frequenz des zu übertragenden Schalls korrespondierende Intensitätsschwankung aufgeprägt wird.

PatentzeichnungBild vergrößert anzeigenFigur 2: Anordnung zur Übertragung von Schall mittels Lichtstrahlen (aus GB 124 805 A )

Hierfür ist vorgesehen (Figur 2), dass das von einer Lichtquelle S ausgehende Licht auf einen Spiegel M trifft, wobei ein erstes Gitter G1 mit Aussparungen in Form von parallelen Schlitzen nur einen entsprechenden Anteil des Lichts passieren lässt. Die optischen Komponenten werden derart justiert, dass das Bild des ersten Gitters auf ein zweites gleichartiges Gitter G2 fokussiert wird. Der Spiegel ist mit einer Membran fest verbunden, so dass in Abhängigkeit einer Membranschwingung eine Änderung des Reflexionswinkels und somit auch eine Abweichung der Koinzidenz der reflektierten Strahlen mit den Schlitzen des zweiten Gitters erfolgt (vgl. Figur 2). Somit wird erreicht, dass die übertragene Lichtmenge entsprechend einer beispielsweise durch Sprache angeregten Membranschwingung variiert. Die mittels des Lichtstrahls transportierte Information kann dann am Empfangsort K durch ein photoelektrisches Element zunächst in ein elektrisches Signal und hierüber wiederum in Schallwellen rückgewandelt werden.

Wie nicht zuletzt seine Patentanmeldungen zeigen, war William H. Braggs Forschungsinteresse breit gestreut. Er beherrschte die Kunst, fast beiläufig ein Themengebiet aufzugreifen, einen wichtigen Beitrag hierfür zu leisten, um es dann wieder für etwas Neues komplett fallen zu lassen.[2]

Patentdokumente zu William Henry Bragg
PublikationsnummerJahrTitel
pdf-Datei GB 125 446 A   1916  Improvements in Apparatus for Detecting the Direction of Sound in Water 
pdf-Datei GB 124 805 A   1916  Improvements in Sound Transmission by Light Rays Actuating Photoelectric Cells 

Quellen:

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/File:William_Henry_Bragg_2.jpg [recherchiert am 13.08.2012]
[2] BENETTE, R. & JOSHI, P.C.: The Encyclopedia of Nobel Laureates, Physics 2004 - 1901. 2007, Dominant Publishers and Distributors, New Delhi, 1. überarb. und aktual. Aufl., 2 Bände, S.571-573. ISBN 81-7888-491-7.

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