Gymnasium Himmelsthür

Inhaltsverzeichnis

Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Teil I

Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik II

Röntgenstrahlen

  • MdNuT 001 Die Röntgenstrahlen
    • Strahlung
    • x-Strahlen
    • 1896 - Röntgenstahlung
    • 1. Nobelpreis für Physik
    • bewegte Röntenaufnahmen - ohne Strahlenschutz
    • Strahlenschutz
    • Medizinerfolge und weitere Anwendungen

Röntgenstrahlung bezeichnet elektromagnetische Wellen mit Photonenenergien zwischen 100 eV und einigen MeV, entsprechend Wellenlängen zwischen 10^−8 m (10 Nanometer) und etwa 10^−12 m (1 Pikometer). Röntgenstrahlen liegen im elektromagnetischen Spektrum zwischen dem ultravioletten Licht und der Gammastrahlung, mit der sie sich teilweise überschneiden. Die Röntgenstrahlung wurde am 8. November 1895 von Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt und trägt ihren Namen im deutschsprachigen sowie fast im gesamten mittel- und osteuropäischen Raum zu seinen Ehren. In anderen Sprachräumen wird sie häufig mit dem von Röntgen ursprünglich selbst verwendeten Begriff X-Strahlen (englisch X-rays) bezeichnet.

Wilhelm Conrad Röntgen (* 27. März 1845 in Lennep, heute Stadtteil von Remscheid; † 10. Februar 1923 in München) war ein deutscher Physiker. Er entdeckte am 8. November 1895 im Physikalischen Institut der Universität Würzburg die nach ihm benannten Röntgenstrahlen; hierfür erhielt er 1901 als erster einen Nobelpreis für Physik. Seine Entdeckung revolutionierte unter anderem die medizinische Diagnostik und führte zu weiteren wichtigen Erkenntnissen des 20. Jahrhunderts, z. B. der Entdeckung und Erforschung der Radioaktivität.

Kinematograph

Als Cinématographe oder Kinematograph, ursprünglich Kinétoscope de projection, bezeichnet man Apparate der Lumière-Gesellschaft, die Filmkamera, Kopiergerät und Filmprojektor in einem waren (« Réversibles »). Im Gegensatz zu Dickson verwendeten die Lumières 35-mm-Film, einfache Perforation und Greifer. Die erste geschlossene Vorführung mit dem Cinématographe fand am 22. März 1895 statt, die erste öffentliche am 28. Dezember 1895. Vor den Brüdern Lumière wurde bereits 1892 ein Cinématographe unter dem Namen des französischen Erfinders Léon Guillaume Bouly patentiert.

Auguste Marie Louis Nicolas Lumière (* 19. Oktober 1862 in Besançon; † 10. April 1954 in Lyon) und Louis Jean Lumière (* 5. Oktober 1864 in Besançon; † 6. Juni 1948 in Bandol, Var) waren Fotoindustrielle. Sie sind die Urheber des Projektes Domitor, später Cinématographe, in Anlehnung an Edisons Guckkasten auch als „Kinétoscope de projection„ bezeichnet.

Hängegleiter

Ein Hängegleiter (auch Drachen oder Deltasegler genannt, selten Hanggleiter) ist ein motorloses und durch Gewichtsverlagerung gesteuertes Luftfahrzeug, das leicht genug ist, um von seinem Piloten bei Start und Landung getragen zu werden. Seit Mitte der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts wurden auch mehr und mehr Hängegleiter mit starrer Flügelfläche gebaut und verkauft. Diese sogenannten Starrflügler können nur noch um die Nickachse per Gewichtsverlagerung gesteuert werden. Um die Rollachse lassen sich die Starrflügler nur mittels aerodynamischer Systeme steuern (Bremsklappen oder Querruder). Technisch gehören Hängegleiter zu den Flugzeugen der Kategorie Nurflügler. In Deutschland stellen Hängegleiter luftrechtlich eine eigene Ordnung (Drachen) innerhalb der Luftfahrzeuge dar. Die noch leichteren Gleitschirme bilden wegen ihrer deutlich unterschiedlichen Konstruktion und Steuerung eine getrennte Kategorie - Luftsportgeräte. Hängegleiter mit Motor sind ebenfalls Luftfahrzeuge, fallen aber in die Ordnung der Ultraleichtflugzeuge.

Karl Wilhelm Otto Lilienthal (* 23. Mai 1848 in Anklam, Königreich Preußen; † 10. August 1896 in Berlin, Deutsches Reich, nach einem Absturz mit einem seiner Flugapparate) war ein deutscher Luftfahrtpionier. Nach heutigem Wissen war er der erste Mensch, der erfolgreich und wiederholbar Gleitflüge mit einem Flugzeug (Hängegleiter) absolvierte und dem Flugprinzip schwerer als Luft damit zum Durchbruch verhalf. Seine experimentellen Vorarbeiten führten zur bis heute gültigen physikalischen Beschreibung der Tragfläche. Die Produktion des Normalsegelapparates in seiner Maschinenfabrik in Berlin war die erste Serienfertigung eines Flugzeugs. Sein Flugprinzip war das des heutigen Hängegleiters und wurde von den Gebrüdern Wright zum Prinzip des Flugzeugs weiterentwickelt.

dynamoelektrische Maschine

Ernst Werner Siemens, ab 1888 von Siemens, (* 13. Dezember 1816 in Lenthe; † 6. Dezember 1892 in Berlin) war ein deutscher Erfinder, Begründer der Elektrotechnik und Industrieller. Er gründete zusammen mit Johann Georg Halske am 12. Oktober 1847 die „Telegraphen Bau-Anstalt von Siemens & Halske“ (die heutige Siemens AG). Das Unternehmen entwickelte sich innerhalb weniger Jahrzehnte von einer kleinen Werkstatt, die neben Telegraphen vor allem Eisenbahnläutwerke, Drahtisolierungen und Wassermesser herstellte, zu einem der weltweit größten Elektrounternehmen. Heute beschäftigt Siemens mehr als 400.000 Mitarbeiter und ist in über 190 Ländern präsent. Das Geschäftsvolumen beträgt jährlich etwa 80 Milliarden Euro.

Viertakt Motor

Ein Viertaktmotor ist ein Verbrennungsmotor, der für den Kreisprozess vier Takte benötigt. Ein Takt ist beim Hubkolbenmotor die Bewegung des Kolbens von einem Endpunkt des Hubes zum anderen. Die Kurbelwelle vollführt daher während eines Taktes eine halbe Umdrehung. Christian Reithmann hatte am 26. Oktober 1860 mehrere Patente auf einen Viertaktmotor erhalten. Unabhängig davon beschrieb im Jahr 1861 der Techniker Alphonse Beau de Rochas das Viertaktverfahren. Ottomotoren und Dieselmotoren unterscheiden sich in der Gemischbildung und im Zündverfahren, können aber sowohl im Viertakt- als auch im Zweitaktverfahren arbeiten.

Nicolaus August Otto (* 10. Juni 1832 in Holzhausen an der Haide/Taunus; † 26. Januar 1891 in Köln) war ein Erfinder vieler heute noch in Verbrennungsmotoren verwendeter Details und ein Miterfinder des Viertaktprinzips. Der heutige Begriff Ottomotor bezeichnet aber nicht seinen damaligen Motor, sondern wurde zu seiner Ehrung 1936 vom VDI für alle Motoren mit Fremdzündung und Hubkolbenantrieb vorgeschlagen, was erstmals 1946 in einer DIN-Norm erfolgte. Als Autodidakt absolvierte er nie ein Hochschulstudium, erhielt aber später die Ehrendoktorwürde.

Photografie

Als Daguerreotypie wird ein Fotografie-Verfahren des 19. Jahrhunderts bezeichnet (im Sammler-Jargon kurz Dago genannt). Es ist nach dem französischen Maler Louis Jacques Mandé Daguerre benannt, der es zwischen 1835 und 1839 entwickelt hat. Die Daguerreotypie war schon bei ihrer Veröffentlichung ein fertig ausgebildetes, voll praxistaugliches System. Die Rechte an dem Verfahren wurden auf Initiative des Physikers François Arago von der französischen Regierung erworben. Sie zahlte dafür eine lebenslange Rente an Daguerre und an Isidore Niepce, den Sohn seines ehemaligen Partners Nicéphore Niepce. Arago präsentierte das Verfahren am 19. August 1839 in einer gemeinsamen Sitzung der Pariser Akademien der Wissenschaften und der schönen Künste der Öffentlichkeit. Danach stand es als das erste praktikable Fotografieverfahren jedermann zur freien und unentgeltlichen Nutzung zur Verfügung. Ausgenommen war jedoch England aufgrund der vorherigen Erteilung eines Patentes an einen Lizenznehmer Daguerres.

Louis Jacques Mandé Daguerre [da'ge:r] (* 18. November 1787 in Cormeilles-en-Parisis; † 10. Juli 1851 in Bry-sur-Marne) war ein französischer Maler und Erfinder des ersten vermarktbaren fotografischen Verfahrens, der Daguerreotypie.

Laufrad

Die Draisine oder Laufmaschine (so auch der vom Erfinder verwendete Name) ist ein einspuriges, von Menschenkraft betriebenes Fahrzeug ohne Pedale, das als Urform des heutigen Fahrrads gilt. Sie wurde vom badischen Erfinder Karl Drais 1817 in Mannheim entwickelt und zum Patent angemeldet (badisches Privileg und französisches Brevet 1818). Gründe für die Entwicklung waren Hungersnot, Futtermangel und Pferdesterben nach der Tambora-Eruption.

Karl Freiherr von Drais (vollständig Karl Friedrich Christian Ludwig Freiherr Drais von Sauerbronn, * 29. April 1785 in Karlsruhe; † 10. Dezember 1851 ebenda) war ein deutscher Forstlehrer und bedeutender Erfinder in der Goethezeit.

elektromagnetische Welle

Flugzeug

Ein Flugzeug ist ein Luftfahrzeug, das schwerer als Luft ist und den zum Flug nötigen dynamischen Auftrieb mit starren Tragflächen erzeugt. Der Betrieb von Flugzeugen, die am Luftverkehr teilnehmen, wird durch Luftverkehrsgesetze geregelt. Bei klassischen Flugzeugen wird der Auftrieb – bei der Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeugs – durch die Luftströmung an den Tragflächen erzeugt. Dabei bildet sich über der Tragfläche durch den Verdrängungsimpuls des Flügels ein Wirbelansatz, der über der Tragfläche einen Unterdruck verursacht und damit einen Auftrieb erzeugt. Die Flügel können aber auch flexibel am Flugzeugrumpf fixiert sein. So werden teils horizontal verstellbare Schwenkflügel mit variabler Pfeilung eingesetzt, die der Fluggeschwindigkeit angepasst werden, z. B. beim Kampfflugzeug Tornado.

Die Brüder Wright, auch Gebrüder Wright genannt, Wilbur Wright (* 16. April 1867 in Melville, Indiana; † 30. Mai 1912 in Dayton, Ohio) und Orville Wright (* 19. August 1871 in Dayton; † 30. Januar 1948 in Dayton) waren US-amerikanische Pioniere der Luftfahrt, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts erste gesteuerte Flüge mit einem von Motor angetriebenen Flugzeug durchführten.

Glühlampe

Die Glühlampe oder Glühfadenlampe (früher Glühlicht) ist eine künstliche Lichtquelle. Umgangssprachlich werden Glühlampen wegen der Form als Glühbirnen bezeichnet. In der Glühlampe wird ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufgeheizt und dadurch zum Leuchten angeregt. Die weit verbreitete Bauform der Glühlampe mit Schraubsockel wird fachsprachlich als Allgebrauchslampe bezeichnet (abgekürzt A-Lampe oder AGL). Sie wird heute sehr oft noch zur Wohnraumbeleuchtung eingesetzt. In der Europäischen Union, der Schweiz, Australien und einigen anderen Ländern ist aus Energiespargründen ein Herstellungs- und Vertriebsverbot von Glühlampen mit geringer Energieeffizienz (Energielabel E, F und G) geplant, schon beschlossen oder bereits in Kraft.

Thomas Alva Edison (* 11. Februar 1847 in Milan, Ohio; † 18. Oktober 1931 in West Orange, New Jersey) war ein US-amerikanischer Erfinder und Unternehmer mit dem Schwerpunkt auf dem Gebiet der Elektrizität und Elektrotechnik. Seine Verdienste gründen in erster Linie auf der Marktfähigkeit seiner Erfindungen, die er mit Geschick zu einem ganzen System von Stromerzeugung, Stromverteilung und innovativen elektrischen Konsumprodukten verbinden konnte. Edisons grundlegende Erfindungen und Entwicklungen in den Bereichen elektrisches Licht, Telekommunikation sowie Medien für Ton und Bild hatten einen großen Einfluss auf die allgemeine technische und kulturelle Entwicklung. In späteren Jahren gelangen ihm wichtige Entwicklungen der Verfahrenstechnik für die Bereiche Chemie und Zement. Seine Organisation der industriellen Forschung prägte die Entwicklungsarbeit späterer Unternehmen. Die Leistung von Edison bei der Elektrifizierung New Yorks und der Einführung von Elektrolicht markiert den Beginn der umfassenden Elektrifizierung in der kulturellen Entwicklung. Diese epochale Veränderung ist insbesondere mit seinem Namen verbunden.

Telephon

Ein Telefon, früher Telephon (von altgriechisch τῆλε tēle „fern„ und φωνή phōnē „Laut, Ton, Stimme, Sprache“; Begriff geprägt von Philipp Reis), auch Fernsprechapparat (FeAp) oder Fernsprecher (bahninterne Abkürzung: Fspr) genannt, ist ein Kommunikationsmittel zur Übermittlung von Tönen und speziell von Sprache mittels elektrischer Signale. Die Begriffe Fernsprecher und Fernsprechapparat gehen auf das Wirken des Generalpostdirektors und Sprachpflegers Heinrich von Stephan zurück. Umgangssprachlich wird mit dem Begriff „Telefon„ neben dem Endgerät des Telefonnetzes oft auch das Gesamt-Telefonsystem bezeichnet. In der Schweiz ist mit „Telefon“ oft auch ein Telefongespräch (Telefonat) gemeint: „Geben Sie mir ein Telefon„ bedeutet dann „Rufen Sie mich an“. Das Telefonsystem enthält drei Hauptkomponenten: die Apparatur zur Umsetzung von Schall in elektrische Signale und zurück sowie Komponenten zur Steuerung der Verbindung, den eigentlichen Telefonapparat (auch Endgerät), die Fernsprech-Vermittlungsanlage (Ortsvermittlungsstelle), den Übertragungskanal – ursprünglich eine mit Gleichstrom gespeiste Doppelader, heute auch Zeitschlitze oder Funkkanäle.

Alexander Graham Bell (* 3. März 1847 in Edinburgh, Schottland; † 1. August 1922 in Baddeck, Nova Scotia, Kanada), war ein britischer Sprechtherapeut, Erfinder und Großunternehmer. Er gilt als der erste Mensch, der aus der Erfindung des Telefons Kapital geschlagen hat, indem er Ideen seiner Vorgänger zur Marktreife weiterentwickelte. Zu seinen Ehren wurde die dimensionslose Maßeinheit (Pseudomaß) für logarithmische Verhältniswerte, mit dem auch Schallpegel gemessen werden, mit Bel benannt. In der Geschichte der Gehörlosen werden Bells Aktivitäten zwiespältig gesehen.

Telegraphie

Als Telegrafie (von altgriechisch τῆλε tēle „fern„ und γράφein gráphein „einritzen, schreiben“) bezeichnet man verschiedene Formen der Übermittlung von Texten über mehr oder weniger weite Entfernungen. Im Gegensatz zum Sprechfunk und der Telefonie wird bei der Telegrafie nicht gesprochen, sondern die Buchstaben werden über einen Code übertragen. Die Übertragung funktioniert gleichzeitig nur in eine Richtung, im Gegensatz zur bidirektionalen Verbindung via Telefon. Die älteste Form ist die optische Telegrafie, bei der die Codes von Menschen erzeugt und ausgewertet wurden. Bei der jüngeren, elektromagnetischen Morsetelegrafie war dies ebenfalls notwendig. Erst mit dem Zeigertelegraf und später dem Fernschreiber wurde die Buchstabenkodierung automatisch durchgeführt. Besondere Telegrafen waren früher optische Telegrafen (Semaphore), Feuer-, Feld-, Eisenbahn-, Haus- und Schiffstelegrafen.

Samuel Finley Breese Morse (* 27. April 1791 in Charlestown, Massachusetts; † 2. April 1872 in New York) war ein US-amerikanischer Erfinder und Professor für Malerei, Plastik und Zeichenkunst. Morse entwickelte ab 1837 den ersten brauchbaren Schreibtelegrafen (Morseapparat) und gemeinsam mit seinem Mitarbeiter Alfred Vail außerdem einen frühen Morsecode in der später als Land Line Code oder American Morse Code bezeichneten Form. Damit schuf Morse die praktischen Voraussetzungen für eine zuverlässige elektrische Telegrafie, wie sie wenig später auch zum Einsatz kam.

drahtlose Telegraphie

Als Telegrafie (von altgriechisch τῆλε tēle „fern„ und γράφein gráphein „einritzen, schreiben“) bezeichnet man verschiedene Formen der Übermittlung von Texten über mehr oder weniger weite Entfernungen. Im Gegensatz zum Sprechfunk und der Telefonie wird bei der Telegrafie nicht gesprochen, sondern die Buchstaben werden über einen Code übertragen. Die Übertragung funktioniert gleichzeitig nur in eine Richtung, im Gegensatz zur bidirektionalen Verbindung via Telefon. Die älteste Form ist die optische Telegrafie, bei der die Codes von Menschen erzeugt und ausgewertet wurden. Bei der jüngeren, elektromagnetischen Morsetelegrafie war dies ebenfalls notwendig. Erst mit dem Zeigertelegraf und später dem Fernschreiber wurde die Buchstabenkodierung automatisch durchgeführt. Besondere Telegrafen waren früher optische Telegrafen (Semaphore), Feuer-, Feld-, Eisenbahn-, Haus- und Schiffstelegrafen.

Guglielmo (seit 1924 Marchese) Marconi, FRSA [ɡuʎˈʎɛlmo marˈkoːni] (* 25. April 1874 in Bologna; † 20. Juli 1937 in Rom) war ein italienischer Forscher, Nobelpreisträger, Unternehmer und Pionier der drahtlosen Telekommunikation.

Eisenbahn

Die Eisenbahn ist ein schienengebundenes Verkehrssystem für den Transport von Gütern und Personen. Einschränkend ist Eisenbahn ein Fahrzeug oder eine Gruppe von Fahrzeugen dieses Verkehrssystems, also ohne die Summe aller Bahnanlagen und ohne den Bahnbetrieb. Ursprünglich war mit dem Begriff Eisenbahn der Anfang des 19. Jahrhunderts entstandene neuartige Fahrweg aus Eisen gemeint.

George Stephenson (* 9. Juni 1781 in Wylam bei Newcastle upon Tyne, Northumberland; † 12. August 1848 in Tapton House bei Chesterfield) war ein englischer Ingenieur und Hauptbegründer des Eisenbahnwesens. Er war Autodidakt und erwarb sich umfangreiche technische Kenntnisse.

Phonograph

Der Phonograph (Neologismus, Griechisch, „Schall-„ oder „Klangschreiber“) ist ein Gerät zur akustisch-mechanischen Aufnahme und Wiedergabe von Schall. Der Begriff bezeichnet eine am 21. November 1877 von Thomas Alva Edison angekündigte, 8 Tage später vorgeführte und von ihm am 24. Dezember 1877 als Patent eingereichte „Sprechmaschine„. Ein Patent wurde ihm am 19. Februar 1878 erteilt. Ein gleichzeitiger Erfinder war Charles Cros, der ein sogenanntes „Paléophon“ baute. Ihm fehlten jedoch die finanziellen Mittel, um seine Erfindung patentieren zu lassen. Im Übrigen hatte Cros an der Vermarktung seiner Erfindung kaum Interesse, ihm war mehr an einer wissenschaftlichen Anerkennung gelegen. Edison erhielt für die Weiterentwicklung seines Phonographen 1878 in Deutschland und 1880 in den USA weitere Patente.

Thomas Alva Edison (* 11. Februar 1847 in Milan, Ohio; † 18. Oktober 1931 in West Orange, New Jersey) war ein US-amerikanischer Erfinder und Unternehmer mit dem Schwerpunkt auf dem Gebiet der Elektrizität und Elektrotechnik. Seine Verdienste gründen in erster Linie auf der Marktfähigkeit seiner Erfindungen, die er mit Geschick zu einem ganzen System von Stromerzeugung, Stromverteilung und innovativen elektrischen Konsumprodukten verbinden konnte. Edisons grundlegende Erfindungen und Entwicklungen in den Bereichen elektrisches Licht, Telekommunikation sowie Medien für Ton und Bild hatten einen großen Einfluss auf die allgemeine technische und kulturelle Entwicklung. In späteren Jahren gelangen ihm wichtige Entwicklungen der Verfahrenstechnik für die Bereiche Chemie und Zement. Seine Organisation der industriellen Forschung prägte die Entwicklungsarbeit späterer Unternehmen. Die Leistung von Edison bei der Elektrifizierung New Yorks und der Einführung von Elektrolicht markiert den Beginn der umfassenden Elektrifizierung in der kulturellen Entwicklung. Diese epochale Veränderung ist insbesondere mit seinem Namen verbunden.

Kernspaltung

Kernspaltung (englisch nuclear fission) bezeichnet einen Prozess der Kernphysik, bei dem ein Atomkern unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr Bestandteile zerlegt wird. Seltener wird die Kernspaltung auch als Kernfission (lateinisch fissio ‚das Spalten') bezeichnet – ein Begriff, der nicht mit Kernfusion, dem Verschmelzen zweier Atomkerne, verwechselt werden darf. Die durch die Spaltung neu entstandenen Stoffe heißen Spaltprodukte.

Otto Hahn (* 8. März 1879 in Frankfurt am Main; † 28. Juli 1968 in Göttingen), war ein deutscher Chemiker, Pionier der Radiochemie, Entdecker zahlreicher Isotope - heute Nuklide - (1905-1921), des Protactinium (1917), der Kernisomerie - Uran Z (1921) und der Kernspaltung des Urans (1938), wofür ihm 1944 der Nobelpreis für Chemie verliehen wurde. Er gilt allgemein als „Vater der Kernchemie„ - ein Begriff, der u.a. von Glenn T. Seaborg und amerikanischen Wissenschaftlern geprägt wurde. Von 1928 bis 1946 war Otto Hahn Direktor des „Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie“ in Berlin, von 1946 bis 1948 der letzte Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft und von 1948 bis 1960 der erste Präsident der aus der K.W.G. hervorgegangenen Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften. Seit den Atombombenabwürfen auf Hiroshima und Nagasaki gehörte er zu den schärfsten Kritikern der nuklearen Aufrüstung der Grossmächte und der durch unkontrollierte Atomtests fortschreitenden radioaktiven Verseuchung der Erde. Otto Hahn wurde zudem einer der aktivsten Vorkämpfer für eine globale Völkerverständigung und allgemeine Entspannungspolitik.

Lasertechnik

Laser [ˈleɪzə] (Akronym für engl. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation „Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung“) ist ein Begriff aus der Physik. Er bezeichnet sowohl den Effekt, mit dem künstlich gerichtete Lichtstrahlen erzeugt werden können, als auch den als Strahlquelle dienenden technischen Aufbau. Laserstrahlen haben Eigenschaften, die sie von Licht aus klassischen Lichtquellen, wie beispielsweise einer Glühlampe, unterscheiden. Es sind sehr enge Frequenzspektren (monochromatisches Licht), hohe Parallelität, große Kohärenzlängen der Strahlung sowie periodisch sehr exakt gepulstes Licht möglich. Aufgrund dieser Eigenschaften gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Technik und Forschung sowie im täglichen Leben. Die Anwendungen reichen von der einfachen Anzeige (z. B. Laserpointer bei Präsentationen) über Entfernungsmessgeräte, Schneid- und Schweißwerkzeug bis hin zum Laserskalpell und anderen Laser-unterstützten Methoden im medizinischen Alltag. Allen Laserstrahlen ist der Entstehungsprozess, die stimulierte Emission, gemein. Ein Laser stellt im Allgemeinen einen rückgekoppelten Verstärker für die Strahlung dar. Die Verstärkung wird in einem Lasermedium (bspw. einem Kristall, einem Gas oder einer Flüssigkeit) innerhalb eines Resonators erreicht, welchem durch optisches Pumpen oder auf andere Weise Energie zugeführt wird, um eine Besetzungsinversion zu erreichen. Laser gibt es für Strahlungen in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums: von Mikrowellen über Infrarot (Infrarotlaser), sichtbarem Licht, Ultraviolett bis hin zu Röntgenstrahlung.

Arthur Leonard Schawlow [ˈʃaʊloʊ] (* 5. Mai 1921 in Mount Vernon, New York; † 28. April 1999 in Palo Alto/Kalifornien) war ein US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger. Charles Hard Townes (* 28. Juli 1915 in Greenville, South Carolina) ist ein US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger. Theodore Harold Maiman (* 11. Juli 1927 in Los Angeles; † 5. Mai 2007 in Vancouver) war ein US-amerikanischer Physiker. 1960 entwickelte er den ersten funktionstüchtigen Laser.

Radar

Radar ist die Abkürzung für Radio Detection and Ranging (frei übersetzt: „Funkortung und -abstandsmessung„), ursprünglich Radio Aircraft Detection and Ranging (frei übersetzt: „funkbasierte Flugzeugortung und -abstandsmessung“) und ist die Bezeichnung für verschiedene Erkennungs- und Ortungsverfahren und -geräte auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich (Funkwellen). Der Begriff Radar hat in der Vergangenheit die ursprüngliche deutsche Bezeichnung „Funkmeß„ ersetzt.

Sir Robert Alexander Watson-Watt, FRS FRAeS (* 13. April 1892 in Brechin, Aberdeenshire; † 5. Dezember 1973 in Inverness) war ein schottischer Physiker. Er gilt als einer der Erfinder des Radars. Watson-Watt war zunächst Assistent am Institut für Naturphilosophie des University College in Dundee, damals Teil der Universität St Andrews. Ab 1936 war er Direktor im britischen Luftfahrtministerium. Er arbeitete über die Reflexion von Radiowellen in der Meteorologie. 1919 ließ er sich ein Verfahren zur Ortung von Objekten mittels Radiowellen (Radar) patentieren, das nach Weiterentwicklungen (Entwicklung des Sicht- oder Kurzzeitpeilers; Watson-Watt-Peiler) 1935 erstmals zur Radarortung von Flugzeugen im Meterwellenbereich eingesetzt werden konnte. Am 26. Februar 1935 gelang dem Wissenschaftler der Versuch, den testweise den Ort Daventry anfliegenden Bomber des Typs Handley Page H.P.50 mittels Radar zu entdecken. Watson-Watt war maßgeblich an der Entwicklung der britischen Radaranlagen im Zweiten Weltkrieg beteiligt.

Satellit im All

Ein (künstlicher) Satellit (lateinisch für Begleiter, Leibwächter) ist in der Raumfahrt ein künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper – einen Planeten oder Mond – auf einer elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke umkreist. Satelliten, welche die Erde umkreisen, werden Erdsatelliten genannt. Künstliche Satelliten, die einen anderen Körper als die Erde umlaufen und erforschen, werden hingegen als Orbiter bezeichnet. Dem gegenüber stehen die natürlichen Satelliten von Planeten, die auch als Monde oder Trabanten bezeichnet und – ebenso wie der Erdmond – gesondert behandelt werden. Künstliche Satelliten, die aus einer Parkbahn um Erde oder Mond in den interplanetaren Raum gelangen, können sinngemäß als „künstliche Planetoiden“ bezeichnet werden (→ Raumsonde). Ein die Sonne umkreisender Flugkörper wird bisweilen „Sonnensatellit„ genannt.

Sergei Pawlowitsch Koroljow (russisch Сергей Павлович Королёв, wiss. Transliteration: Sergej Pavlovič Korolëv; * 30. Dezember 1906jul./ 12. Januar 1907greg. in Schytomyr, Gouvernement Wolhynien, Russisches Kaiserreich, heute Ukraine; † 14. Januar 1966 in Moskau) war ein sowjetischer Konstrukteur von Raketen und Weltraumpionier. Er spielte eine sehr wichtige Rolle in der Geschichte der Raumfahrt. Unter seiner Leitung wurden im OKB–1 Raketen und Raumschiffe entwickelt. Seine Ideen und sein Führungsstil prägten wesentlich die sowjetische Raumfahrt. Einige seiner Entwicklungen wie die Sojus-Rakete und das Sojus-Raumschiff werden in verbesserter Form noch heute genutzt.

Rakete

Eine Rakete (von italienisch rocchetta ‚Spindel') ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb (Raketenantrieb), der während des Betriebs unabhängig von externer Stoffzufuhr (beispielsweise Oxidator) ist und daher auch im luftleeren Raum beschleunigen kann. Raketen werden insbesondere als militärische Waffe, in der Raumfahrt und als Feuerwerkskörper eingesetzt. Raketen, die eine sehr umfassende Eigensteuerung haben und zum Beispiel beweglichen Zielen folgen, werden auch als Lenkflugkörper eingeordnet. Im Gegensatz zu Geschossen haben Raketen lange Beschleunigungsphasen. Wegen der dadurch deutlich geringeren Belastungen kann die Struktur der Rakete sehr leicht gehalten werden. Bei Raketen reichen die Größenordnungen von Feuerwerksraketen bis hin zu der riesigen Energija oder der Saturn V, die im Apollo-Programm – dem bemannten Flug zum Mond – eingesetzt wurde.

Wernher Magnus Maximilian Freiherr von Braun (* 23. März 1912 in Wirsitz, Provinz Posen, Deutsches Reich, heute Wyrzysk, Polen; † 16. Juni 1977 in Alexandria, Virginia, USA) war ein deutscher und später US-amerikanischer Raketeningenieur, Wegbereiter und Visionär der interplanetaren Raumfahrt. Er genoß aufgrund seiner Pionierleistungen als führender Konstrukteur der ersten funktionstüchtigen Flüssigkeitsrakete A4 („V2“; 1939/45) und wegen seiner leitenden Tätigkeit bei den Trägersystemen der NASA-Missionen hohes Ansehen, war allerdings wegen seiner Beteiligung an der Kriegführung des nationalsozialistischen Deutschlands, dem Einsatz von Zwangsarbeitern in der NS-Zeit und der Entwicklung von Massenvernichtungswaffen (später auch für die Vereinigten Staaten) umstritten

Hermann Julius Oberth (* 25. Juni 1894 in Hermannstadt, Siebenbürgen, Österreich-Ungarn; † 28. Dezember 1989 in Nürnberg) war ein siebenbürgischer Physiker und Raketenpionier. Er gilt als einer der Begründer der wissenschaftlichen Raketentechnik und Astronautik sowie als prophetischer Initiator der Raumfahrt und der Weltraummedizin.

Automobil

Als Kraftfahrzeug (Abkürzung: KFZ oder Kfz), in der Schweiz Motorfahrzeug, bezeichnet man ein durch Motorkraft angetriebenes, nicht an Schienen gebundenes Fahrzeug. Da bei diesen Landfahrzeugen die Spurführung nur durch Reibung auf ebener oder unebener Fläche erreicht wird, gelten sie auch als Straßenfahrzeuge. Schienenfahrzeuge werden trotz des motorischen Antriebs nicht zu den Kraftfahrzeugen gezählt. In den Verkehrsrechtlichen Gesetzen (so im deutschen Straßenverkehrsgesetz (§ 1 Abs. 2 StVG), der österreichischer Straßenverkehrsordnung (§ 2), oder dem Schweizer Strassenverkehrsgesetz (Art. 7) werden die Kraftfahrzeuge (Schweiz: Motorfahrzeuge) bzw. Schienenfahrzeuge entsprechend definiert.

Gottlieb Wilhelm Daimler (eigentlich Däumler), * 17. März 1834 in Schorndorf; † 6. März 1900 in Cannstatt bei Stuttgart) war ein deutscher Ingenieur, Konstrukteur und Industrieller. Daimler entwickelte den ersten schnelllaufenden Benzinmotor und das erste vierrädrige Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor. Carl Friedrich Benz (Karl Friedrich Michael Benz) (* 25. November 1844 in Mühlburg (Karlsruhe); † 4. April 1929 in Ladenburg) war ein deutscher Ingenieur und Automobilpionier. Sein Benz Patent-Motorwagen Nummer 1 von 1885 gilt als erstes modernes Automobil.

Kathodenstrahlröhre

Die Kathodenstrahlröhre (engl. cathode ray tube, abgekürzt CRT, auch Braunsche Röhre) ist eine Elektronenröhre, die einen gebündelten Elektronenstrahl erzeugt. Die bekannteste Anwendung der Kathodenstrahlröhre sind Kathodenstrahlröhrenbildschirme, z. B. als Fernsehgerät und Computermonitor. Ursprünglich basierte deren gesamte Funktion auf Elektronenröhrentechnik, später überwiegend auf Mikroprozessortechnik. Die Kathodenstrahlröhren-Technik wird zunehmend von Plasma- und LCD-Bildschirmtechnik abgelöst. Der Urvater der Kathodenstrahlröhre ist die Braunsche Röhre, die auch heute noch gelegentlich in speziellen Oszilloskopen verwendet wird, deren Strahlablenkung sich aber grundlegend von der Kathodenstrahlröhre unterscheidet, denn der Strahl wird durch ein elektrostatisches Ablenksystem innerhalb der Röhre abgelenkt, das ihn sehr schnell an unterschiedliche Orte eines Fluoreszenz-Schirmes bewegt. Dagegen wird bei der Kathodenstrahlröhre der Strahl durch das Magnetfeld einer Spule abgelenkt, welche von außen auf den Bildröhrenhals aufgesteckt wird, also nicht Bestandteil der Röhre ist. Kathodenstrahlröhrenbildschirme verwenden aufgrund des geforderten großen Ablenkwinkels eine elektromagnetische Ablenkung (durch Ablenkspulen). Kathodenstrahlröhren in Röntgenröhren oder zur Speisung von Elektronenbeschleunigern besitzen keine Strahlablenkung.

Karl Ferdinand Braun (* 6. Juni 1850 in Fulda; † 20. April 1918 in New York) war ein deutscher Physiker, Elektrotechniker und Nobelpreisträger (1909, gemeinsam mit Guglielmo Marconi), der in besonderem Maße daran mitwirkte, die von Heinrich Hertz 1888 experimentell nachgewiesene elektromagnetische Strahlung nachrichtentechnisch nutzbar zu machen.

Transistor

Ein Transistor ist ein elektronisches Bauelement zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen, ohne dabei mechanische Bewegungen auszuführen. Transistoren sind die weitaus wichtigsten „aktiven„ Bestandteile elektronischer Schaltungen, welche beispielsweise in der Nachrichtentechnik, der Leistungselektronik und in Computersystemen eingesetzt werden. Besondere Bedeutung haben Transistoren in integrierten Schaltkreisen, was die derzeit weit verbreitete Mikroelektronik ermöglicht. Der Begriff „Transistor“ ist eine Kurzform des englischen transfer resistor, was in der Funktion einem durch eine angelegte elektrische Spannung oder elektrischen Strom steuerbaren elektrischen Widerstand entspricht. Da die Wirkungsweise einer entsprechenden Elektronenröhre, nämlich der Triode ähnelt, wird der Transistor auch als „Halbleitertriode„ bezeichnet.

Walter Houser Brattain (* 10. Februar 1902 in Amoy, Kaiserreich China; † 13. Oktober 1987 in Seattle, Washington) war ein US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger. John Bardeen (* 23. Mai 1908 in Madison, Wisconsin; † 30. Januar 1991 in Boston) war ein US-amerikanischer Physiker und zweifacher Nobelpreisträger der Physik. John Bardeen und Frederick Sanger sind bislang die einzigen Menschen, die zweimal mit dem Nobelpreis in derselben Disziplin ausgezeichnet wurden. William Bradford Shockley (* 13. Februar 1910 in London; † 12. August 1989 in Stanford) war ein US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger.

Elektronenmikroskop

Ein Elektronenmikroskop ist ein Mikroskop, welches das Innere oder die Oberfläche eines Objekts mit Elektronen abbilden kann. Da schnelle Elektronen eine sehr viel kleinere Wellenlänge als sichtbares Licht haben (→Materiewelle) und das Auflösungsvermögen eines Mikroskops durch die Wellenlänge begrenzt ist, kann mit einem Elektronenmikroskop eine deutlich höhere Auflösung (derzeit etwa 0,1 nm) erreicht werden als mit einem Lichtmikroskop (etwa 200 nm). Während bei optischen Mikroskopen die Auflösung tatsächlich nahezu die von der Lichtwellenlänge gesetzte physikalische Grenze erreicht, verschlechtern bei Elektronenmikroskopen die Aberrationen der elektronenoptischen Bauteile die nutzbare Auflösung um etwa zwei Größenordnungen gegenüber der Elektronenwellenlänge, die für 100 keV Elektronenenergie etwa 0,0037 nm beträgt. Bei der Interpretation der mit Elektronenmikroskopen erhaltenen Daten, besonders von Abbildungen, muss immer berücksichtigt werden, wie die Signale entstehen, um keine fehlerhaften Schlüsse zu ziehen.

Ernst August Friedrich Ruska (* 25. Dezember 1906 in Heidelberg; † 27. Mai 1988 in Berlin) war ein deutscher Elektroingenieur und Erfinder des Elektronenmikroskops. Für diese Erfindung erhielt er 1986 den Nobelpreis für Physik.

Computer

Ein Computer [kɔmˈpjuːtɐ] oder Rechner ist ein Apparat, der Daten mithilfe einer programmierbaren Rechenvorschrift verarbeiten kann. Charles Babbage und Ada Lovelace gelten durch die von Babbage 1837 entworfene Rechenmaschine Analytical Engine als Vordenker des modernen universell programmierbaren Computers, während Konrad Zuse (Z3, 1941 und Z4, 1945), John Presper Eckert und John William Mauchly (ENIAC, 1946) die ersten Apparate dieser Art bauten. Zunächst war die Informationsverarbeitung (die Ein- und Ausgabe der Daten) auf die Verarbeitung von Zahlen beschränkt. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche. Computer sind heute in allen Bereichen des täglichen Lebens vorzufinden. Beispielsweise dienen integrierte Kleinstcomputer (eingebettetes System) zur Steuerung von Waschmaschinen und weiteren Geräten des Alltags vom Videorekorder bis hin zur Münzprüfung in Warenautomaten; auch im Mobiltelefon steckt ein Computer; Personal Computer dienen der Informationsverarbeitung in Wirtschaft und Behörden sowie bei Privatpersonen; Supercomputer werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu simulieren, z. B. in der Klimaforschung oder für thermodynamische Fragestellungen und medizinische Berechnungen.

Konrad Ernst Otto Zuse (* 22. Juni 1910 in Deutsch-Wilmersdorf b. Berlin; † 18. Dezember 1995 in Hünfeld) war ein deutscher Bauingenieur, Erfinder und Unternehmer (Zuse KG). Mit seiner Entwicklung der Z3 im Jahre 1941 baute Zuse den ersten vollautomatischen, programmgesteuerten und frei programmierbaren, in binärer Gleitkommarechnung arbeitenden Computer der Welt. Charles Babbage (* 26. Dezember 1791 in Walworth, Grafschaft Surrey, England; † 18. Oktober 1871 in London) war ein englischer Mathematiker, Philosoph, Erfinder und Politischer Ökonom. Die von ihm entworfene mechanische Rechenmaschine Analytical Engine gilt als Vorläufer des modernen Computers. Untrennbar damit verbunden ist seine enge Mitarbeiterin Ada Lovelace, die unter anderem die Programmierung der Maschine in der Theorie beschrieb und daher als erste Programmiererin gilt (die Programmiersprache Ada wurde nach ihr benannt).

Entwicklung des Fernsehens

Als Fernsehen (auch kurz TV, vom griechisch-lateinischen Kunstwort Television) bezeichnet man zunächst ein Massenmedium, das zentral konzipierte und produzierte audiovisuelle Sendungen unidirektional und synchron an ein disperses Massenpublikum vermittelt. Unter Fernsehen wird aber ebenso ein soziotechnischer Komplex von Organisationen (öffentlich-rechtlichen oder privatwirtschaftlichen Sendern) und Techniken (Aufnahme-, Aufzeichnungs-, Produktions-, Sende- und Empfangstechniken) verstanden.

Vladimir Kosma Zworykin (ursprünglich russisch Владимир Козьмич Зворыкин / Wladimir Kosmitsch Sworykin; * 17. Julijul./ 29. Juli 1888greg. in Murom, Russisches Kaiserreich; † 29. Juli 1982 in Princeton, New Jersey) war ein russisch-amerikanischer Ingenieur, Physiker und Erfinder. John Logie Baird (* 13. August 1888 in Helensburgh, Schottland; † 14. Juni 1946 in Bexhill-on-Sea, East Sussex, England) war ein schottischer Erfinder und Fernsehpionier. Paul Julius Gottlieb Nipkow (* 22. August 1860 in Lauenburg i. Pom.; † 24. August 1940 in Berlin) war ein deutscher Techniker und Erfinder.

Die Zelle

Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation. Sie besteht aus zwei maßgeblich von Albert Einstein geschaffenen physikalischen Theorien, der 1905 veröffentlichten speziellen Relativitätstheorie und der 1916 abgeschlossenen allgemeinen Relativitätstheorie. Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt das Verhalten von Raum und Zeit aus der Sicht von Beobachtern, die sich relativ zueinander bewegen, und die damit verbundenen Phänomene. Darauf aufbauend führt die allgemeine Relativitätstheorie die Gravitation auf eine Krümmung von Raum und Zeit zurück, die unter anderem durch die beteiligten Massen verursacht wird. In diesem Artikel werden die grundlegenden Strukturen und Phänomene lediglich zusammenfassend aufgeführt. Für Erläuterungen und Details siehe die Artikel spezielle Relativitätstheorie und allgemeine Relativitätstheorie sowie die Verweise im Text. Zum Begriff der Relativität als solchem siehe Relativität.

Albert Einstein (* 14. März 1879 in Ulm; † 18. April 1955 in Princeton, New Jersey) war ein theoretischer Physiker. Seine Forschungen zur Struktur von Raum und Zeit sowie dem Wesen der Gravitation veränderten maßgeblich das physikalische Weltbild; 100 führende Physiker wählten ihn deshalb 1999 zum größten Physiker aller Zeiten.[1] Einstein war im Laufe seines Lebens Staatsbürger mehrerer Länder: Geboren im Königreich Württemberg (und damit im Verband des Deutschen Reichs württembergischer Staatsbürger 1879–1896) war er von 1896 bis 1901 staatenlos, danach Staatsbürger der Schweiz; für kurze Zeit (1911–1912) war er auch Bürger der Habsburger Monarchie Österreich-Ungarn und des Königreichs Preußen (1914–1918) bzw. nach dem Untergang der Monarchien Bürger des Freistaates Preußen (1918–1933; somit 1914 bis 1933 wieder im Deutschen Reich). Mit der Machtergreifung Hitlers legte er seine Reichsbürgerschaft ab und hielt zusätzlich zum Schweizer Bürgerrecht seit 1940 noch die US-Staatsbürgerschaft.

klassische Genetik

Die Genetik (von griechisch γενεά geneá ‚Abstammung' sowie γένεσις génesis ‚Ursprung')[1][2] oder Vererbungslehre ist ein Teilgebiet der Biologie und befasst sich mit den Gesetzmäßigkeiten und materiellen Grundlagen der Ausbildung von erblichen Merkmalen und der Weitergabe von Erbanlagen (Genen) an die nächste Generation (Vererbung). Das Wissen, dass individuelle Merkmale über mehrere Generationen hinweg weitergegeben werden, ist relativ jung; Vorstellungen von solchen natürlichen Vererbungsprozessen prägten sich erst im 18. und frühen 19. Jahrhundert aus.[3] Als Begründer der Genetik gilt der Augustinermönch und Hilfslehrer Gregor Mendel, der in den Jahren 1856 bis 1865 im Garten seines Klosters systematische Kreuzungsexperimente mit Erbsen durchführte und diese statistisch auswertete. So entdeckte er die später nach ihm benannten Mendelschen Regeln, die in der Wissenschaft allerdings erst im Jahr 1900 rezipiert und bestätigt wurden. Der heute weitaus wichtigste Teilbereich der Genetik ist die Molekulargenetik, die in den 1940er Jahren begründet wurde und sich mit den molekularen Grundlagen der Vererbung befasst. Aus ihr ging die Gentechnik hervor, in der die Erkenntnisse der Molekulargenetik praktisch angewendet werden.

Gregor Johann Mendel (Geburtsname Johann Mendel, * 20. Juli 1822 in Heinzendorf (heute Ortsteil von Vražné) bei Odrau, Österreichisch-Schlesien; † 6. Januar 1884 in Brünn) war ein katholischer Priester und bedeutender Naturforscher, der die nach ihm benannten mendelschen Regeln der Vererbung entdeckte. Er wird daher oft auch als „Vater der Genetik“ bezeichnet.

Molekulargenetik

Die Molekularbiologie befasst sich mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von DNA und RNA auf molekularer Ebene und wie diese untereinander und mit Proteinen interagieren. Das Forschungsgebiet der Molekularbiologie überlappt dabei immer mehr mit weiteren Feldern der Biologie und Chemie, insbesondere der Genetik und der Biochemie. Die Grenzen zwischen diesen Fachbereichen sind dabei oft fließend. Der Name für dieses Fach wurde 1952 durch den englischen Physiker und Molekularbiologen William Astbury geprägt.

Francis Harry Compton Crick OM (* 8. Juni 1916 in Northampton, England; † 28. Juli 2004 in San Diego, USA) war ein englischer Physiker und Biochemiker. Er entdeckte zusammen mit James Watson die Molekularstruktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA). James Dewey Watson, KBE (* 6. April 1928 in Chicago, Illinois) ist ein US-amerikanischer Biochemiker und Nobelpreisträger. Er entdeckte zusammen mit Francis Crick, Maurice Wilkins und Rosalind Franklin die Molekularstruktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA). In der wissenschaftlichen Gemeinschaft gilt er als einer der bedeutendsten Molekularbiologen aller Zeiten.

Bakteriologie

Die Bakteriologie (von altgriechisch βακτἠριον bakterion - Stäbchen' und -logie - Lehre) ist die Wissenschaft, deren Gegenstand der Bau, die Lebensweise, das System und die Identifizierung von Bakterien ist. Sie ist ein Teilgebiet der Mikrobiologie. Unter vielem anderen befasst sie sich auch mit pathogenen Bakterien und liefert wichtige Ergebnisse für die Medizin und damit zur Krankheitsbekämpfung. Bakterien sind selbständige Lebewesen, die eine Zellstruktur besitzen und die zum Leben erforderliche Energie durch einen eigenen Stoffwechsel gewinnen.

Louis Pasteur (* 27. Dezember 1822 in Dole im Département Jura; † 28. September 1895 in Villeneuve-l'Etang bei Paris) war ein französischer Chemiker, der aber auch entscheidende Beiträge zur Vorbeugung gegen Infektionskrankheiten durch Impfung geleistet hat. Pasteur begann seine Karriere mit einer Entdeckung auf dem Gebiet der Chemie: Aus zwei asymmetrischen, spiegelbildlichen Kristallformen eines Salzes der Traubensäure sowie ihrer optischen Aktivität, wenn sie getrennt in Lösung gebracht wurden, schloss er auf ihre zugrunde liegende molekulare Asymmetrie. Damit wurde er zum Begründer der Stereochemie. Optische Aktivität war in den Augen Pasteurs eine Eigenschaft, die die Moleküle von Lebewesen charakterisiert. Da bei der Gärung optisch aktive Substanzen entstehen, vermutete er, dass sie von Mikroorganismen verursacht wurde. Dies konnte er in einer Reihe von Experimenten belegen und damit die konkurrierende Hypothese ausschließen, die etwa von Justus Liebig vertreten worden war, es handele sich um rein chemische Reaktionen ohne Beteiligung von Lebewesen. Gleichzeitig galt damit die seit der Antike diskutierte Frage, ob unter Alltagsbedingungen Leben spontan entstehen kann, als entschieden. Im Rahmen seiner Studien zur Gärung entdeckte Pasteur, dass es Mikroorganismen gibt, die ohne Sauerstoff auskommen, und er fand das erste Beispiel für eine Stoffwechselregulation, als er beobachtete, dass Hefezellen unter Ausschluss von Sauerstoff Zucker schneller verbrauchen. Pasteur beschrieb verschiedene Formen der Gärung und erkannte, dass dies verschiedenartige Mikroorganismen voraussetzt. Eine praktische Konsequenz dieser Arbeiten war ein Verfahren zur Haltbarmachung flüssiger Lebensmittel, die Pasteurisierung.

Robert Koch (* 11. Dezember 1843 in Clausthal; † 27. Mai 1910 in Baden-Baden; vollständiger Name Heinrich Hermann Robert Koch) war ein deutscher Mediziner und Mikrobiologe. Koch gelang es 1876, den Erreger des Milzbrands (Bacillus anthracis) außerhalb des Organismus zu kultivieren und seinen Lebenszyklus zu beschreiben. Dadurch wurde zum ersten Mal lückenlos die Rolle eines Krankheitserregers beim Entstehen einer Krankheit beschrieben. 1882 entdeckte er den Erreger der Tuberkulose (Mycobacterium tuberculosis) und entwickelte später das vermeintliche Heilmittel Tuberkulin. 1905 erhielt er den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Robert Koch ist damit – neben seinem Konkurrenten Louis Pasteur in Paris – zum Begründer der modernen Bakteriologie und Mikrobiologie geworden. Er hat grundlegende Beiträge zur Infektionslehre sowie zum Aufbau der Tropenmedizin in Deutschland geleistet.

Impfung

Die Impfung, auch Schutzimpfung oder Vakzination genannt, ist eine vorbeugende Maßnahme gegen verschiedene Infektionskrankheiten. Dabei wird der Impfstoff (die Vakzine) in Form abgeschwächter, abgetöteter oder fragmentierter Krankheitserreger in den Körper eingebracht. Ziel der Impfung ist es, das körpereigene Immunsystem des Geimpften zur Bildung spezifischer Antikörper anzuregen und so eine lang anhaltende Immunität gegen die entsprechende Infektionskrankheit zu bewirken. Es stehen Impfstoffe gegen eine Vielzahl von viralen und bakteriellen Infektionskrankheiten bereit. Über die individuelle Immunität des Einzelnen hinaus bieten hohe Durchimpfungsraten in einer Population zusätzlich eine kollektive Immunität der Gesamtbevölkerung. Diese beruht darauf, dass bei ausreichend hoher Impfrate die Zirkulation des Erregers innerhalb der Population gänzlich unterbunden werden kann. Diesen Effekt bezeichnet man auch als Herdenimmunität, wird sie erreicht, so sind auch ungeimpfte Personen wie Säuglinge oder immundefiziente Patienten vor diesen Infektionskrankheiten geschützt, obwohl sie selbst nicht dagegen immun sind. Wird bei einem lokalen Ausbruch einer Infektionskrankheit versucht, durch eine rasche Impfaktion noch eine Herdenimmunität aufzubauen, spricht man auch von einer Riegelimpfung.

Emil Adolf von Behring (* 15. März 1854 in Hansdorf, Kreis Rosenberg in der Provinz Westpreußen, als Emil Adolf Behring; † 31. März 1917 in Marburg) war ein deutscher Bakteriologe und Serologe sowie Träger des ersten Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Besonders aufgrund seiner Forschungsarbeiten an der Diphtherieerkrankung, an der seinerzeit nahezu jedes zweite Kind starb, und seiner wissenschaftlichen Erfolge diesbezüglich wurde er lange Zeit als „Retter der Kinder„ tituliert.

Paul Ehrlich (* 14. März 1854 in Strehlen bei Breslau; † 20. August 1915 in Bad Homburg vor der Höhe) war ein deutscher Arzt. Durch seine Färbemethoden unterschied er verschiedene Arten von Blutzellen, wodurch die Diagnose zahlreicher Blutkrankheiten ermöglicht wurde. Als Erster entwickelte er eine medikamentöse Behandlung der Syphilis und begründete damit die Chemotherapie. Außerdem war er entscheidend an der Entwicklung des Heilserums gegen Diphtherie beteiligt, die üblicherweise Emil von Behring alleine zugeschrieben wird. Als Direktor des Instituts für experimentelle Therapie arbeitete er die Methoden für die Standardisierung („Wertbestimmung“) von Sera aus. 1908 erhielt er zusammen mit Ilja Metschnikow für seine Beiträge zur Immunologie den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Edward Jenner [ˈɛdwəd ˈdʒɛnə] (* 6. Maijul./ 17. Mai 1749greg. in Berkeley, Gloucestershire; † 26. Januar 1823 ebenda) war ein englischer Landarzt, der die moderne Schutzimpfung gegen Pocken entwickelte.

Penicillin

Die Penicilline sind eine Gruppe von antibiotisch wirksamen Substanzen, die sich strukturell von der 6-Aminopenicillansäure ableiten. Neben natürlich vorkommenden Penicillinen, die von verschiedenen Penicillium-, Aspergillus-, Trychophyton- und Streptomyces-Arten gebildet werden, zählt man dazu auch biosynthetisch und teilsynthetisch hergestellte Penicilline. Penicillin G, ein heute noch therapeutisch verwendetes natürliches Penicillin, gehört zu den ältesten verwendeten Antibiotika, dem neben seinem großen medizinischen Nutzen auch die Vorreiter-Rolle für die wissenschaftliche Verwendung dieser Wirkstoffgruppe zugeschrieben wird. Nach der Entdeckung der antibiotischen Wirksamkeit von Penicillinen durch Alexander Fleming wurde die enorme Bedeutung der Antibiotika für die Medizin erkannt, was das moderne Verständnis der Bedeutung bakterieller Krankheitserreger maßgeblich beeinflusst und revolutioniert hat. In den Jahrzehnten nach seiner Entdeckung trug Penicillin G zur Rettung ungezählter Menschenleben bei. Obwohl es heute zahlreiche Bakterienstämme gibt, die gegen dieses Antibiotikum resistent sind, kann es noch immer weltweit erfolgreich eingesetzt werden. Penicilline gehören zur Gruppe der β-Lactam-Antibiotika. Die Summenformel lautet R-C9H11N2O4S, wobei „R„ für eine variable Seitenkette steht.

Sir Ernst Boris Chain (* 19. Juni 1906 in Berlin; † 12. August 1979 in Castlebar, Irland) war ein deutsch-britischer Biochemiker und Bakteriologe. Er ist Mitbegründer der chemischen und medizinischen Forschung an Antibiotika, insbesondere am Penicillin.

Howard Walter Florey, Baron Florey (* 24. September 1898 in Adelaide, Australien; † 21. Februar 1968 in Oxford, England) war ein australischer Pathologe. Für die Entdeckung des Antibiotikums Penicillin und seiner Heilwirkung bei verschiedenen Infektionskrankheiten erhielten 1945 er, Alexander Fleming und Ernst Boris Chain gemeinsam den Nobelpreis für Medizin.

Sir Alexander Fleming (* 6. August 1881 in Lochfield bei Darvel, East Ayrshire; † 11. März 1955 in London) war ein schottischer Bakteriologe. Er erhielt 1945 als einer der Entdecker des Antibiotikums Penicillin den Nobelpreis. Außerdem entdeckte er das Lysozym, ein Enzym, das starke antibakterielle Eigenschaften aufweist und in verschiedenen Körpersekreten wie Tränen und Speichel vorkommt.

Anästhesie

Anästhesie (altgr. ἀν- αν- ,ohne' und αἴσϑησις aisthesis ,Wahrnehmung, Empfindung') ist in der Medizin ein Zustand der Empfindungslosigkeit zum Zweck einer operativen oder diagnostischen Maßnahme und zugleich das medizinische Verfahren, um diesen herbeizuführen. Die Anästhesie als medizinische Fachdisziplin ist ein Teilgebiet der Anästhesiologie, zu dem auch die Gebiete Intensivmedizin und Schmerztherapie sowie teilweise die Notfallmedizin und Palliativmedizin hinzugerechnet werden. Meistens wird die Anästhesie durch einen Facharzt ausgeführt. In Deutschland ist es der Facharzt für Anästhesiologie (in der Alltagssprache auch Anästhesist, Anästhesiologe oder Narkosearzt). In der Regel steht ihm eine Anästhesiepflegekraft zur Seite, die oft über eine anerkannte Weiterbildung in Anästhesie und Intensivmedizin verfügt.

Horace Wells (* 21. Januar 1815 in Hartford, Connecticut; † 24. Januar 1848 in New York City) ist der eigentliche Entdecker der modernen Narkose. William Thomas Green Morton (* 9. August 1819 in Charlton, Massachusetts; † 15. Juli 1868 in New York) war ein US-amerikanischer Zahnarzt und Wegbereiter des Einsatzes der Narkose in Chirurgie und Zahnheilkunde. Er war verantwortlich für die erste öffentliche Vorführung des Äthers als Inhalationsnarkotikum. Sir James Young Simpson (* 7. Juni 1811 in Bathgate, Linlithgow, Schottland; † 6. Mai 1870 in Edinburgh) war ein schottischer Arzt. Er war Professor für Geburtshilfe an der Universität von Edinburgh und untersuchte die Möglichkeiten von Anästhetika.

Keimfreiheit

Mit Sterilisation, Sterilisierung und Entkeimung bezeichnet man Verfahren, durch die Materialien und Gegenstände von lebenden Mikroorganismen einschließlich ihrer Ruhestadien (z. B. Sporen) befreit werden. Den damit erreichten Zustand der Materialien und Gegenstände bezeichnet man als „steril“.

Ignaz Philipp Semmelweis (ungarisch: Semmelweis Ignác Fülöp[1]; * 1. Juli 1818 in Ofen – deutscher Name des Stadtteils Buda, Teilbezirk Tabán – im heutigen Budapest; † 13. August 1865 in Oberdöbling bei Wien) war ein ungarischer Arzt im damaligen Österreich-Ungarn. Er studierte an den Universitäten Pest und Wien Medizin und erhielt 1844 seinen Doktorgrad an der Universität Wien. Joseph Lister, 1. Baron Lister, OM (* 5. April 1827 in Upton, Essex; † 10. Februar 1912 in Walmer, Kent) war ein britischer Mediziner. Er machte sich einen Namen als „Vater der antiseptischen Chirurgie„.

Nervenzelle

Eine Nervenzelle oder ein Neuron (von griechisch νεῦρον neũron ‚Nerv') ist eine auf Erregungsleitung spezialisierte Zelle. Dieser Zelltyp kommt bei Gewebetieren vor, welche alle mehrzelligen Tiere außer den Schwämmen und Trichoplax adhaerens umfassen. Die Gesamtheit aller Nervenzellen eines Tieres bildet zusammen mit den Gliazellen das Nervensystem. Eine typische Säugetier-Nervenzelle ist aus Dendriten, dem Zellkörper und einem Axon (faserartiger Fortsatz einer Nervenzelle) aufgebaut. Dieser Zellfortsatz kann bis zu einem Meter lang sein und ermöglicht eine Erregungsleitung über weite Strecken. Dabei läuft ein elektrisches Signal durch das Axon, welches erzeugt wird, indem bestimmte Ionen gezielt durch die Zellmembran geschleust werden. Das Axonende steht über Synapsen, an denen das Signal chemisch (seltener elektrisch) weitergegeben wird, mit anderen Nervenzellen oder Empfängerzellen (neuromuskuläre Endplatte) in Verbindung. Bestimmte Nervenzellen, z. B. im Hypothalamus oder modifizierte Neuronen im Nebennierenmark, dienen direkt der Sekretion von Neurohormonen. Schätzungsweise besteht das menschliche Gehirn aus 100 Milliarden bis zu einer Billion Nervenzellen.

Santiago Felipe Ramón y Cajal (* 1. Mai 1852 in Petilla de Aragón, Navarra, Spanien; † 18. Oktober 1934 in Madrid) war ein spanischer Mediziner und erhielt 1906 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin gemeinsam mit dem italienischen Mediziner und Physiologen Camillo Golgi in Würdigung der Gesamtheit ihrer Studien und ihrer zahlreichen Veröffentlichungen. Santiago Ramón y Cajal arbeitete vor allem über die Feinstrukturen des Nervensystems, vor allem des Gehirns und des Rückenmarks.

Insulin

Insulin ist ein für alle Wirbeltiere lebenswichtiges Proteohormon, das in den β-Zellen der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. Diese spezialisierten Zellen befinden sich nur in den Langerhans-Inseln. Von diesen Inseln leitet sich auch der Name „Insulin“ ab (lat. insula).

Charles Herbert Best, CC (* 27. Februar 1899 in West Pembroke, Maine, USA; † 31. März 1978 in Toronto, Kanada) war Physiologe und Biochemiker. Er gilt zusammen mit Frederick Banting als Mitentdecker des Insulins (nach Nicolae Paulescu). Sir Frederick Grant Banting (* 14. November 1891 in Alliston, Ontario (Kanada); † 21. Februar 1941 in Neufundland) war Arzt und gilt zusammen mit Charles Best als Mitentdecker des Insulins (nach Nicolae Paulescu). Zusammen mit John Macleod erhielt er 1923 den Nobelpreis für Medizin.

Blutgruppen

Eine Blutgruppe ist die Beschreibung der individuellen Zusammensetzung der Glykolipide oder Proteine (Eiweiße) auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen von höheren Lebewesen, speziell des Menschen. Die Oberflächen unterscheiden sich durch verschiedene Glykolipide oder Proteine, die als Antigene wirken. Das Immunsystem bildet Antikörper gegen fremde Antigene. Wird das Blut verschiedener Blutgruppen gemischt, kommt es zur Verklumpung (Agglutination) der roten Blutzellen aufgrund der Bindung durch Antikörper. Vor der Entdeckung der Blutgruppen waren daher Blutübertragungen nur zufällig erfolgreich und endeten oft tödlich. Beim Menschen gibt es eine Vielzahl verschiedener Blutgruppensysteme, davon sind 29 bei der ISBT (Internationale Gesellschaft für Bluttransfusion) anerkannt und beschrieben.[1] Die wichtigsten Blutgruppensysteme sind das AB0-System und das Rhesussystem, welche sich jeweils an einem bestimmten Antigen orientieren. Diese zwei sind wegen ihrer starken Agglutinationswirkung von besonderer Bedeutung.[2] Blutgruppen sind erblich und sind daher ein Merkmal, um Verwandtschaftsverhältnisse ausschließen zu können, z. B. durch das Abstammungsgutachten.

Karl Landsteiner (* 14. Juni 1868 in Baden bei Wien; † 26. Juni 1943 in New York) war ein österreichischer Pathologe und Serologe, der 1901 das AB0-System der Blutgruppen entdeckte, wofür er 1930 den Nobelpreis für Medizin erhielt. 1921 führten ihn weitere Arbeiten zur Prägung des Begriffs Hapten; 1940 entdeckte er außerdem mit Alexander Solomon Wiener den Rhesusfaktor.

Immunsystem

Als Immunsystem (vom lateinischen immunis, im übertragenen Sinne unberührt, frei, rein) wird das biologische Abwehrsystem höherer Lebewesen bezeichnet, das Gewebeschädigungen durch Krankheitserreger verhindert. Es entfernt in den Körper eingedrungene Mikroorganismen, fremde Substanzen und ist außerdem in der Lage, fehlerhaft gewordene körpereigene Zellen zu zerstören. Das Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk aus verschiedenen Organen, Zelltypen und Molekülen und der zentrale Forschungsgegenstand der Immunologie. Das Immunsystem hat eine große Bedeutung für die körperliche Unversehrtheit von Lebewesen, denn praktisch alle Organismen sind ständig den Einflüssen der belebten Umwelt ausgesetzt; manche dieser Einflüsse stellen eine Bedrohung dar: Wenn schädliche Mikroorganismen in den Körper eindringen, kann dies zu Funktionsstörungen und Krankheiten führen. Typische Krankheitserreger sind Bakterien, Viren und Pilze, sowie einzellige (z. B. Protozoen wie Plasmodien) beziehungsweise mehrzellige Parasiten (z. B. Bandwürmer). Auch Veränderungen im Inneren des Körpers können die Existenz eines Lebewesens bedrohen: Wenn normale Körperzellen im Laufe der Zeit ihre gesunde Funktion verlieren, so sterben sie meist ab und müssen abgebaut werden (Nekrose) oder bauen sich dabei selbst ab (Apoptose). In seltenen Fällen können sie auch krankhaft entarten und zur Entstehung von Krebs führen. Alle Lebewesen verfügen daher über Schutzfunktionen. Schon einfache Organismen besitzen einen solchen Abwehrmechanismus, die so genannte Angeborene Immunantwort. Sie entstand bereits sehr früh in der Stammesgeschichte der Lebewesen und wurde seitdem weitgehend unverändert beibehalten. Die Wirbeltiere entwickelten zusätzlich eine komplexe, anpassungsfähige, so genannte adaptive Immunabwehr, die sie noch effektiver vor Krankheitserregern schützt. Die pflanzliche Immunantwort hat Ähnlichkeiten mit der angeborenen Immunantwort bei Tieren. Pflanzen besitzen keine adaptive Immunantwort, also auch keine T-Zellen oder Antikörper.

Paul Ehrlich (* 14. März 1854 in Strehlen bei Breslau; † 20. August 1915 in Bad Homburg vor der Höhe) war ein deutscher Arzt. Durch seine Färbemethoden unterschied er verschiedene Arten von Blutzellen, wodurch die Diagnose zahlreicher Blutkrankheiten ermöglicht wurde. Als Erster entwickelte er eine medikamentöse Behandlung der Syphilis und begründete damit die Chemotherapie. Außerdem war er entscheidend an der Entwicklung des Heilserums gegen Diphtherie beteiligt, die üblicherweise Emil von Behring alleine zugeschrieben wird. Als Direktor des Instituts für experimentelle Therapie arbeitete er die Methoden für die Standardisierung („Wertbestimmung„) von Sera aus. 1908 erhielt er zusammen mit Ilja Metschnikow für seine Beiträge zur Immunologie den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Ilja Iljitsch Metschnikow (russisch Илья Ильич Мечников, wiss. Transliteration Il'ja Il'ič Mečnikov, frz. Form Elie Metchnikoff; * 3. Maijul./ 15. Mai 1845greg. in Iwanowka bei Charkow, Ukraine; † 2. Julijul./ 15. Juli 1916greg. in Paris, Frankreich) war ein russischer Zoologe, Anatom und Bakteriologe. Sein botanisch-mykologisches Autorenkürzel (er beschrieb auch pathogene Pilze) lautet „Metschn.“. Er entdeckte die Immunabwehr-Mechanismen gegen Bakterien durch die weißen Blutkörperchen (Phagozytose) und erforschte die Heilung und Bekämpfung der Cholera. Im Jahre 1908 erhielt er gemeinsam mit Paul Ehrlich den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Krebs

Krebs, Krebsgeschwulst, syn. Malignom bezeichnet in der Medizin einen malignen (bösartigen) Tumor – eine bösartige Gewebeneubildung (Neoplasie). Im engeren Sinn sind die malignen epithelialen Tumoren (Karzinome) und die malignen mesenchymalen Tumoren (Sarkome) gemeint. Umgangssprachlich werden auch die bösartigen Hämoblastosen als Krebs, wie beispielsweise Leukämie als „Blutkrebs„, bezeichnet. Alle sonstigen Tumoren, zu denen auch benigne (gutartige) Neoplasien zählen, sind kein „gutartiger Krebs“ oder Krebs irgendeiner Form. Diese sind Gewebsvermehrungen oder Raumforderungen im Körper, die keine Metastasen bilden. Das betrifft sowohl die Schwellung bei einer Entzündung als auch gutartige Neoplasien (Neubildungen von Körpergewebe durch Fehlregulationen des Zellwachstums). Gutartige Tumoren wie Muttermale und Fettgeschwülste (Lipome) werden in der Fachsprache nicht als Krebs bezeichnet, aber sie können trotzdem gefährlich werden, da sie entarten können oder lebenswichtige Organe in deren Funktion beeinträchtigen (etwa der Kleinhirn-Brückenwinkeltumor). Krebs ist im allgemeinen Sprachgebrauch ein Sammelbegriff für eine Vielzahl verwandter Krankheiten, bei denen Körperzellen unkontrolliert wachsen, sich teilen und gesundes Gewebe verdrängen und zerstören können. Krebs hat unterschiedliche Auslöser, die letztlich alle zu einer Störung des genetisch geregelten Gleichgewichts zwischen Zellzyklus (Wachstum und Teilung) und Zelltod (Apoptose) führen. Die sich dem Krebs widmende medizinische Fachdisziplin ist die Onkologie.

Karl Heinrich Bauer (* 26. September 1890 in Schwärzdorf; † 7. Juli 1978 in Heidelberg) war ein deutscher Mediziner, Professor an der Universität Breslau und an der Universität Heidelberg, deren erster Rektor zur Wiedereröffnung nach dem Zweiten Weltkrieg er wurde.

Radioaktivität

Radioaktivität (von lateinisch radius, ‚Strahl'; Strahlungsaktivität), radioaktiver Zerfall oder Kernzerfall ist die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan unter Energieabgabe umzuwandeln. Die freiwerdende Energie wird in fast allen Fällen als ionisierende Strahlung, nämlich energiereiche Teilchen und/oder Gammastrahlung, abgegeben.

Antoine Henri Becquerel (* 15. Dezember 1852 in Paris; † 25. August 1908 in Le Croisic (Loire-Atlantique)) war ein französischer Physiker. Er erhielt 1903 gemeinsam mit Marie und Pierre Curie den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung der Radioaktivität. Sein Vater war Alexandre Edmond Becquerel, der Entdecker des photoelektrischen Effekts. Marie Skłodowska Curie (* 7. November 1867 in Warschau, Russisches Kaiserreich; † 4. Juli 1934 in Sancellemoz; geborene Maria Salomea Skłodowska) war eine Physikerin polnischer Herkunft, die in Frankreich wirkte. Sie untersuchte die 1896 von Henri Becquerel beobachtete Strahlung von Uranverbindungen und prägte für diese das Wort „radioaktiv„. Pierre Curie (* 15. Mai 1859 in Paris; † 19. April 1906 ebenda) war ein französischer Physiker und Nobelpreisträger.

Chemie in der Landwirtschaft

Landwirtschaft ist die zielgerichtete Herstellung pflanzlicher oder tierischer Erzeugnisse auf einer zu diesem Zweck bewirtschafteten Fläche. Der Anbau von Nutzpflanzen und Haltung von Nutztieren dient in erster Linie der Nahrungsmittelproduktion, in zweiter Linie der Herstellung von Rohstoffen für die Herstellung von Bekleidung. Vor der Produktion von Kunstfasern schufen die Menschen ihre gesamte Bekleidung aus den tierischen Produkten Leder, Pelz und Wolle sowie aus Faserpflanzen wie Baumwolle, Leinen und Hanf. Daneben spielen auch andere Verwertungsformen eine Rolle, in besonders stark zunehmendem Maße als Energieträger oder nachwachsender Rohstoff für andere industrielle Produkte. Die Landwirtschaft ist Teilwirtschaftszweig eines größeren Gesamtsystems mit vor- und nachgelagerten Sektoren. Eine Person, die Landwirtschaft betreibt, bezeichnet man als Landwirt. Neben berufspraktischen Ausbildungen bestehen an zahlreichen Universitäten und Fachhochschulen eigene landwirtschaftliche Fachbereiche. Das dort gelehrte und erforschte Fach Agrarwissenschaft bereitet sowohl auf die Führung von landwirtschaftlichen Betrieben vor, als auch auf Tätigkeiten in verwandten Wirtschaftsbereichen.

Justus Liebig, seit 1845 Freiherr von Liebig (* 12. Mai 1803 in Darmstadt; † 18. April 1873 in München), war ein deutscher Chemiker und Professor in Gießen und München.

Dünger aus der Luft

Dünger oder Düngemittel ist ein Sammelbegriff für Stoffe und Stoffgemische, die in der Landwirtschaft und im Gartenbau dazu dienen, das Nährstoffangebot für die Kulturpflanzen zu ergänzen. Da die von den Pflanzen benötigten Grundnährstoffe und Spurennährstoffe oftmals nicht in der optimalen Form und Menge im Boden bereitstehen, können durch gezielte Düngergaben schnelleres Wachstum, höhere Erträge oder verbesserte Qualitäten erzielt werden. Die Grundprinzipien der Düngung folgen dem liebigschen Minimumgesetz und dem Gesetz des abnehmenden Ertragszuwachses. Die Herstellung und Verwendung von Düngemitteln in Europa wird durch die Düngeverordnung geregelt. Man nimmt an, dass der europäische Markt für Düngemittel bis zum Jahr 2018 ein Volumen von 15,3 Mrd. € erreichen wird. Düngemittel werden unterschieden in:

-organische Dünger -organo-mineralische Dünger -mineralische Dünger

Als organische Dünger dienen Mist, Gülle und Jauche sowie Gründüngung und Mulch. Mineralische Dünger werden als (Einzelnährstoffdünger) oder Mehrnährstoffdünger angeboten. Dünger, die Stickstoff, Phosphor und Kalium enthalten, werden NPK-Dünger oder Volldünger genannt. Bestandteile dieser Dünger sind die Hauptnährelemente (Stickstoff, Phosphor und Kalium). Daneben enthalten viele Volldünger auch Schwefel, Calcium und Magnesium und Spurenelemente. Letztere werden auch als spezielle Spurenelementdünger angeboten. Der Ausdruck Kunstdünger verweist auf synthetisch hergestellte Dünger, meist in der falschen Annahme, nur mineralische Dünger würden synthetisiert. Inzwischen werden vermehrt organo-mineralische Dünger eingesetzt, für die der gleiche Begriff gilt.

Fritz Haber (* 9. Dezember 1868 in Breslau; † 29. Januar 1934 in Basel) war ein deutscher Chemiker. Haber erhielt 1919 den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1918 „für die Synthese von Ammoniak aus dessen Elementen“.

Carl Bosch (* 27. August 1874 in Köln; † 26. April 1940 in Heidelberg) war ein deutscher Chemiker, Techniker, Industrieller und Vorstandsvorsitzender des Chemiekonzerns I.G. Farben. In der Zeit des Nationalsozialismus war er Wehrwirtschaftsführer. Bosch erhielt 1931 zusammen mit Friedrich Bergius den Nobelpreis für Chemie für seine „Verdienste um die Entdeckung und Entwicklung der chemischen Hochdruckverfahren„.

Kautschuk

Als Naturkautschuk oder Kautschuk (indian. cao ‚Baum' und ochu ‚Träne'; zusammen ‚Träne des Baumes') bezeichnet man elastische Polymere, die auf Pflanzenprodukten wie vor allem Milchsaft (Latex) basieren. Er wird hauptsächlich zur Herstellung von Gummi durch Vulkanisierung verwendet. Die wichtigste Quelle ist mit 90 % Anteil der Kautschukbaum (Hevea brasiliensis). Daneben werden weitere Naturkautschuk-Typen verwendet, die aber teilweise andere Eigenschaften aufweisen. Dies sind beispielsweise Balata (Balatabaum), Chicle-Gummi (Breiapfelbaum), Guttapercha (Guttaperchabaum) und Guayule-Kautschuk (Guayule-Pflanze). 60 % des weltweiten Bedarfs werden heute durch petrochemisch hergestellte synthetische Kautschuke gedeckt.

Charles Nelson Goodyear (* 29. Dezember 1800 in New Haven, Connecticut; † 1. Juli 1860 in New York) war ein US-amerikanischer Chemiker, Erfinder und Amateurforscher. Goodyear führte die Vulkanisation des Kautschuks in die Fertigung ein und schuf damit die Grundlagen für die heutige Kautschukindustrie. Er ist der Erfinder des Hartgummis.

Friedrich Hofmann (* 2. November 1866 in Kölleda; † 29. Oktober 1956 in Hannover) war ein Chemiker und Apotheker und Erfinder des synthetischen Kautschuk.

Riesenmoleküle

Hermann Staudinger (* 23. März 1881 in Worms; † 8. September 1965 in Freiburg im Breisgau) war ein deutscher Chemiker und Nobelpreisträger. Staudinger war organischer Chemiker und hat die makromolekulare Chemie (Polymerchemie, (Chemie der Makromoleküle) begründet. Er hat wichtige Beiträge zur Strukturaufklärung der Makromoleküle Cellulose, Stärke, Kautschuk, Polystyrol geleistet. Er entdeckte die Stoffgruppe der Ketene und fand ein Verfahren zur Darstellung von Diazomethan, eine Reduktionsmethode von Carbonylgruppen zu Methylengruppen.

Erforschung der Anilinfarbstoffe

August Wilhelm (von) Hofmann (* 8. April 1818 in Gießen; † 5. Mai 1892 in Berlin) war ein deutscher Chemiker. Von Hofmann ist der Wegbereiter für die Erforschung der Anilinfarbstoffe in England und Deutschland gewesen. Er hat eine Vielzahl wichtiger Umwandlungsmethoden in der organischen Chemie entdeckt und die Deutsche Chemische Gesellschaft gegründet.

William Henry Perkin (* 12. März 1838 in London; † 14. Juli 1907 in Sudbury) war ein britischer Chemiker und Industrieller. Perkin entdeckte den ersten synthetischen Farbstoff, das Mauvein. Er gründete ein bedeutendes Farbstoff-Unternehmen, blieb zugleich Forscher. Er entwickelte Synthesen zur Darstellung von Zimtsäure und Cumarin.

Johann Friedrich Wilhelm Adolf (seit 1885 Ritter von) Baeyer [ˈbaiɐ] (* 31. Oktober 1835 in Berlin; † 20. August 1917 in Starnberg) war ein deutscher Chemiker. Von Baeyer entwickelte die erste Indigosynthese; er synthetisierte das Phenolphthalein, das Fluorescein und war Wegbereiter für die Alizarin-Synthese.

Benzolring

Benzol (auch Benzen) ist eine flüssige organisch-chemische Verbindung mit einem charakteristischen aromatischem Geruch. Es ist das einfachste und zugleich klassische Beispiel für aromatische Kohlenwasserstoffe. Die Summenformel ist C6H6. Benzol ist krebserregend und wurde deshalb als Lösungsmittel durch die weniger gefährlichen methylsubstituierten Benzole Toluol und Xylol weitgehend ersetzt. Benzol wird heute deshalb fast nur noch als Rohstoff zur Herstellung einiger Industriechemikalien wie Ethylbenzol, Cumol und weiterer Alkylbenzole, Cyclohexan sowie Nitrobenzol verwendet. Als Erdölbegleitstoff darf es in Deutschland und der EU nach EN 228 mit bis zu ein Prozent im Autokraftstoff Benzin enthalten sein; in den USA sind derzeit (2012) ebenfalls noch maximal ein Prozent erlaubt.

Friedrich August Kekulé (seit 1895 Kekule von Stradonitz, * 7. September 1829 in Darmstadt; † 13. Juli 1896 in Bonn) war ein deutscher Chemiker und Naturwissenschaftler, der die Grundlagen für die moderne Strukturtheorie der organischen Chemie legte.

chemische Bindung

Die chemische Bindung ist ein physikalisch-chemisches Phänomen, durch das zwei oder mehrere Atome oder Ionen fest zu chemischen Verbindungen aneinander gebunden sind. Dieses beruht darauf, dass es für die meisten Atome oder Ionen energetisch günstiger ist, an geeignete Bindungspartner gebunden zu sein, anstatt als einzelnes (ungebundenes) Teilchen vorzuliegen. Grundlage der Bindung sind elektrostatische Wechselwirkungen oder Wechselwirkungen der Elektronen zweier oder mehrerer Atome. In vielen Fällen spielen beide Bindungsmechanismen eine Rolle. Parameter, die zur Beschreibung einer Bindung wichtig sind und sich experimentell untersuchen lassen, sind die Bindungslänge als Maß für den Abstand zweier Atomkerne und die Bindungsenergie, die die Stärke einer Bindung angibt. Die chemische Bindung ist die Grundlage dafür, dass sich Moleküle und damit überhaupt chemische Verbindungen bilden können und ist somit eine der wichtigsten Grundlagen der Chemie.

Linus Carl Pauling (* 28. Februar 1901 in Portland, Oregon; † 19. August 1994 in Big Sur, Kalifornien) war ein US-amerikanischer Chemiker. Er erhielt 1954 den Nobelpreis für Chemie für seine Forschungen über die Natur der chemischen Bindung und ihre Anwendung bei der Aufklärung der Struktur komplexer Substanzen. 1963 erhielt er für sein großes Engagement im Jahre 1962 den Friedensnobelpreis als besondere Auszeichnung für seinen Einsatz gegen Atomwaffentests. Pauling ist damit neben Marie Curie der bislang einzige Träger zweier unterschiedlicher Nobelpreise.

Proteine

Proteine oder Eiweiße (seltener: Eiweißstoffe) sind aus Aminosäuren aufgebaute biologische Makromoleküle. Proteine finden sich in allen Zellen und verleihen ihnen nicht nur Struktur, sondern sind auch „molekulare Maschinen“, die Metabolite transportieren, Ionen pumpen, chemische Reaktionen katalysieren und Signalstoffe erkennen. Das Wort Protein wurde erstmals 1839 in einer Veröffentlichung von Gerardus Johannes Mulder benutzt. Diese Bezeichnung wurde ihm 1838 von Jöns Jakob Berzelius vorgeschlagen, der ihn von dem griech. Wort πρωτεῖος proteios für ‚grundlegend' und ‚vorrangig', basierend auf πρῶτος protos für ‚Erster' oder ‚Vorrangiger', abgeleitet hatte. Dahinter stand die irrtümliche Idee, dass alle Proteine auf einer gemeinsamen Grundsubstanz basieren. Daraus entstand ein heftiger Streit mit Justus von Liebig. Die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen, einem Gewebe, einer Zelle oder einem Zellkompartiment, unter exakt definierten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt, wird als Proteom bezeichnet.

Hermann Emil Fischer (* 9. Oktober 1852 in Euskirchen; † 15. Juli 1919 in Berlin) gilt als Begründer der klassischen organischen Chemie und erhielt 1902 den Nobelpreis für Chemie für bahnbrechende Arbeiten auf dem Gebiet der Zuckerchemie. Die „Fischer-Projektion„ ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Festlegung räumlicher Molekül-Strukturen. Fischer entdeckte das Phenylhydrazin und nutzte das Reagenz zur Bestimmung von Ketonen und Aldehyden in Zuckern. Er klärte die Stereochemie der Zuckermoleküle auf und synthetisierte Zuckermoleküle. Fischer hat auch die Aminosäuren der Proteine untersucht und kleinere Peptide synthetisiert.

Das Atom

Atome (von griechisch ἄτομος, átomos, „das Unteilbare“) sind Grundbausteine der Materie. Ein Atom ist die kleinste Einheit, in die sich Materie mit mechanischen oder chemischen Mitteln zerlegen lässt. Zusammen mit dem wissenschaftlich gesicherten Nachweis der Existenz von Atomen zu Anfang des 20. Jahrhunderts wurde bemerkt, dass sie nicht unteilbar sind. Vielmehr bestehen sie aus einer Atomhülle mit negativ geladenen Elektronen und einem positiv geladenen Atomkern. Später fand man heraus, dass der Atomkern aus positiv geladenen Protonen und ungeladenen Neutronen aufgebaut ist. Alle Atomsorten, die im neutralen Zustand dieselbe Anzahl Elektronen und damit Protonen besitzen, gehören zu ein und demselben chemischen Element. Die Anzahl der Neutronen in den Atomkernen eines Elements kann verschieden sein, dabei handelt es sich um Isotope des Elements. Elektronen können durch elektrische Anziehung statt an einen auch an mehrere Atomkerne zugleich gebunden sein und dadurch solche Systeme zusammenhalten: Sie bilden Moleküle, die kleinsten Teile, die eine chemische Verbindung darstellen. Verglichen mit alltäglichen Gegenständen sind Atome mit einem Durchmesser von etwa 0,1 nm winzig klein und deutlich kleiner als die Wellenlänge des Lichts. Einzelne Atome können daher nur mit speziellen Hilfsmitteln wie dem Rastertunnelmikroskop beobachtet werden. Entsprechend klein ist die Masse eines Atoms. Ein Wasserstoff-Atom wiegt ca. 10−27 kg. Dabei sind über 99,9 % der Masse im Atomkern konzentriert, der verbleibende Rest ist die Elektronenmasse.

Niels Henrik David Bohr (* 7. Oktober 1885 in Kopenhagen; † 18. November 1962 in Valby, Kopenhagen) war ein dänischer Physiker. Er erhielt 1921 die Hughes-Medaille der Royal Society und den Nobelpreis für Physik im Jahr 1922 „für seine Verdienste um die Erforschung der Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung„. John Dalton (* 6. September 1766 in Eaglesfield, Cumberland; † 27. Juli 1844 in Manchester) war ein englischer Naturforscher und Lehrer. Wegen seiner grundlegenden Untersuchungen zur Atomtheorie gilt er als einer der Wegbereiter der Chemie. Ihm zu Ehren ist im anglo-amerikanischen Raum die Einheit der Atommasse (amu) mit Dalton benannt worden.

Periodensystem der Elemente

Das Periodensystem der Elemente (kurz Periodensystem oder PSE) stellt alle chemischen Elemente mit steigender Kernladung (Ordnungszahl) und entsprechend ihrer chemischen Eigenschaften eingeteilt in Perioden sowie Haupt- und Nebengruppen dar. Es wurde 1869 unabhängig voneinander und fast identisch von zwei Chemikern, zunächst von dem Russen Dmitri Mendelejew (1834–1907) und wenige Monate später von dem Deutschen Lothar Meyer (1830–1895) aufgestellt. Das Periodensystem dient heute vor allem der Übersicht. Historisch war es für die Vorhersage der Entdeckung neuer Elemente und deren Eigenschaften von besonderer Bedeutung.

Julius Lothar Meyer (* 19. August 1830 in Varel, Oldenburg; † 11. April 1895 in Tübingen) war ein deutscher Arzt und Chemiker. Er ist neben Dmitri Mendelejew Mitbegründer des Periodensystems der chemischen Elemente. Dmitri Iwanowitsch Mendelejew (russisch Дмитрий Иванович Менделеев, – Orignalschreibweise: Менделѣевъ – Aussprache?/i, wiss. Transliteration Dmitrij Ivanovič Mendeleev; * 27. Januarjul./ 8. Februar 1834greg. in Tobolsk, Russland; † 20. Januarjul./ 2. Februar 1907greg. in Sankt Petersburg) war ein russischer Chemiker. Er erarbeitete, unabhängig von Lothar Meyer, eine Systematik der chemischen Elemente, die er periodische Gesetzmäßigkeit nannte. Sie ermöglichte eine tabellarische Anordnung, heute Periodensystem oder Periodisches System der Elemente (PSE) genannt, sowie die Vorhersage von drei neuen Elementen. Damit vollendete Mendelejew vorläufig die 50-jährige Suche nach einem Zusammenhang zwischen den Atommassen und den chemischen Eigenschaften der chemischen Elemente. Zu seinen Ehren bekam das Element 101 den Namen Mendelevium.

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