Geschiedenis radiogolven

Al voordat de radio was uitgevonden, hebben mensen geprobeerd om draadloos informatie uit te wisselen. Van oudsher werden er al optische middelen als rooksignalen, vuren, vlaggen en lampen gebruikt. Het grote nadeel van dergelijk methoden is dat ze niet werken bij slecht weer en dat informatie slechts over korte afstanden kon worden verzonden. De ontvanger moet immers op gezichtsafstand van de zender blijven. Aan deze nadelen kwam een einde met de uitvinding van de radio.

Ontdekking van de radiogolf

Nog niet eens zo heel lang geleden ontdekte de Deen Hans Christian Oersted het eerste verband tussen elektriciteit en magnetisme. Hij ontdekte in 1820 dat met een elektrische stroom een magneetnaald van richting kon worden veranderd. De elektromagneet was uitgevonden.
In 1831 toonde Michael Faraday het omgekeerde effect aan, dat een magneet een elektrische stroom kan opwekken (inductie), en het samengestelde effect dat een stroom die door een draad loopt een stroom in een andere draad kan induceren.

Wat is een radiogolf?
Een radiogolf is net als licht een elektromagnetische golf. Het enige verschil is de frequentie. Radiogolven hebben een frequentie die ligt tussen de 9 kHz en 3000 GHz.

MawellJames Maxwell
James Clerk Maxwell legde dit vast in zijn wiskundig model van het elektromagnetische golven. Dit model werkte hij later uit in zijn beroemde Treatise on Electricity and Magnetism van 1873. De theorie die Maxwell daarin uiteenzette wordt nog steeds gebruikt voor het beschrijven van elektromagnetische velden. De theorie van Maxwell is erop gebaseerd dat een veranderend elektrisch veld een veranderend magnetisch veld opwekt, dat op zijn beurt weer een veranderend elektrisch veld opwekt. Maxwell bewees wiskundig dat elektromagnetische golven zich met dezelfde snelheid voortplanten als lichtgolven en dat licht net als een radiogolf in feite een elektromagnetisch verschijnsel is.

Heinrich Hertz experiment. Hertze golven
De Duitser Heinrich Hertz deed in 1888 en proef waarbij hij het gelijk van Maxwell bewees. In feite bracht Hertz de allereerste radioverbinding tot stand. Hij veroorzaakte tussen twee metalen bollen die elkaar net niet raakte een vonk en ogenblikkelijk veroorzaakte dit een vonk tussen twee draadeinden aan de andere kant van de kamer. Hiermee was bewezen dat radiogolven bestaan en draadloos door de ruimte kunnen worden overgebracht. Deze golven werden Hertz’se golven genoemd. Later werd de eenheid van de frequentie van een elektromagntische golf naar Hertz vernoemd. Tegenwoordig spreken we nog steeds van radiogolven van zoveel kiloHertz, MegaHertz of GigaHertz.

Coherer

Van radiogolf naar radiouitzending
Als je naar een radiouitzending luistert, dan krijgt de zendantenne van de radiozender ‘stroomstootjes’ die zich net als golfringen in een vijver naar alle richtingen uitbreiden. Raken deze golven nu de antenne van je radio-ontvanger, dan induceren zij elektrische stroom in deze antenne. Deze stroompjes worden in de radio versterkt en de bijbehorende informatie wordt hoorbaar gemaakt.

Hertz had weliswaar radiogolven door zijn kamer gezonden maar op deze manier kon de radioverbinding nog niet erg nuttig worden gebruikt. De volgende stap was de uitvinding van de coherer. Dit is een dunne glazen buisje dat is gevuld met ijzervijlsel. Stroom uit een batterij wordt hierdoor niet al te gemakkelijk doorgelaten. Maar als een antenne, waarin radiogolven ‘stromen’ met een coherer wordt verbonden, klit het ijzervijlsel aan elkaar en laat de coherer de stroom van een batterij wel gemakkelijk door.
Een ontvanger werd nu als volgt opgebouwd. In een ontvanger werd een batterij via een coherer aan een bel aangesloten. De coherer wordt tevens met de ontvangantenne verbonden. Zo ging elke keer als de zendantenne golven door de ether zond, en radiogolven in de ontvangantenne induceerde, stroom van de batterij door de coherer, en ging de bel rinkelen.

Een coherer, het hart van een oude ontvanger.
Door een morsesleutel bij de zender te gebruiken kon men morsetekens overseinen, die aan de ontvanger bij de coherer werden opgevangen en in leesbare tekens werden omgezet.