"Wir senden über den Äther" - kaum ein Funkbegriff hält sich so hartnäckig, obwohl das, was er ursprünglich bezeichnete, gar nicht existiert. Der Äther war einmal eine ernst gemeinte physikalische Hypothese. Heute ist er ein Sprachbild, das aus der Anfangszeit des Rundfunks übrig geblieben ist. Beides lohnt sich zu kennen: die Redewendung, weil sie jeder benutzt, und die Physik dahinter, weil sie erklärt, wie Funkwellen wirklich reisen.
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Was bedeutet "Äther" beim Funk?
Kurz gesagt: Im heutigen Funksprachgebrauch ist der Äther eine bildhafte Bezeichnung für den Raum, durch den drahtlose Aussendungen laufen. Ein Stoff, der diese Wellen trägt, ist damit nicht gemeint - und existiert nach heutigem physikalischem Verständnis auch nicht.
Das Wort ist uralt: Griechisch aither bedeutet "obere, reine Luft" oder "Himmel" und gehört zum Verb aithein, "leuchten, brennen". Über das Lateinische kam es in der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts ins Deutsche. Die Wörterbücher führen bis heute drei Bedeutungen: die gehobene ("die Bläue des Äthers"), die philosophische (feiner Urstoff) und die physikalische - letztere ausdrücklich als aufgegebene Hypothese.
Im Funk lebt der Begriff in Wendungen weiter, die jeder kennt:
- "Eine Sendung geht über den Äther"
- "Grüße durch den Äther schicken"
- "Der Äther ist voll"
Das englische Gegenstück heißt "on the air" beziehungsweise "airwaves". Auch das ist ein Bild und keine Technik: Funkwellen brauchen so wenig Luft wie Äther.
Vier andere Äther, die nichts mit Funk zu tun haben
| Bedeutung | Worum es geht |
|---|---|
| Diethylether | chemische Verbindung, leicht flüchtig und hochentzündlich; ab 1846 als Narkosemittel eingesetzt, in der modernen klinischen Anästhesie weitgehend durch sicherere Mittel ersetzt |
| Ether (ETH) | die Kryptowährung der Ethereum-Blockchain |
| Quintessenz | das "fünfte Element" bei Aristoteles, aus dem die Himmelskörper bestehen sollten |
| Ätherleib | Begriff aus Theosophie und Anthroposophie; wissenschaftlich nicht anerkannt |
Wer nach "Äther" sucht, landet also schnell in einem ganz anderen Fachgebiet. Im Amateurfunk ist immer das Sprachbild gemeint.
Der Lichtäther: eine ernst gemeinte Hypothese
Die Idee war naheliegend. Schall braucht Luft, Wasserwellen brauchen Wasser - und Licht verhält sich nachweislich wie eine Welle. Also musste es, so der Schluss, auch für Licht ein Medium geben. Christiaan Huygens schrieb schon 1690 über ein solches Trägermedium. Um 1800 belebte Thomas Young die Wellentheorie wieder und zeigte, dass Licht eine Querwelle sein muss, weil sich sonst die Polarisation nicht erklären lässt. Augustin-Jean Fresnel goss die Theorie 1818 in Mathematik.
Trotzdem war die Hypothese kein Unfug, sondern der beste verfügbare Erklärungsversuch. Sie war überprüfbar - und genau das wurde sie.
Was Michelson und Morley wirklich gemessen haben
Wenn die Erde durch einen ruhenden Äther fliegt, müsste auf ihr ein "Ätherwind" wehen. Licht sollte dann längs und quer zur Bewegungsrichtung unterschiedlich lange brauchen. Albert A. Michelson und Edward W. Morley bauten 1887 ein Interferometer, das diesen winzigen Unterschied sichtbar machen sollte: eine Sandsteinplatte von rund anderthalb Metern Kantenlänge, die zur Erschütterungsdämpfung in einem Quecksilberbecken schwamm und sich drehen ließ, mit einer durch Mehrfachspiegelung auf elf Meter verlängerten Lichtstrecke.
Erwartet wurde beim Drehen eine Verschiebung des Interferenzmusters um 0,4 Streifenbreiten. Gemessen wurde weniger als ein Zwanzigstel davon, vermutlich weniger als ein Vierzigstel. Im Originaltext steht der Schluss vorsichtig formuliert: Wenn es eine Relativbewegung zwischen Erde und Lichtäther gebe, dann müsse sie klein sein.
So steht es in vielen Zusammenfassungen, und so steht es nicht im Originalpaper. Das Experiment fand keinen Ätherwind in der erreichbaren Messgenauigkeit. Das ist starke Evidenz gegen einen ruhenden, von der Erde durchflogenen Äther - aber kein Beweis, dass es überhaupt kein Medium gibt. Erst das Nullresultat zusammen mit weiteren Experimenten und der theoretischen Entwicklung bis 1905 machte die Ätherhypothese entbehrlich.
Die unmittelbare Reaktion war denn auch nicht Aufgabe, sondern Reparatur. George FitzGerald schlug 1889 vor, bewegte Körper verkürzten sich in Bewegungsrichtung gerade so weit, dass der Effekt unsichtbar bleibt; Hendrik Lorentz kam 1892 unabhängig zu ähnlichen Überlegungen und entwickelte daraus eine Äthertheorie, in der der Äther zwar noch ruht, aber grundsätzlich nicht mehr nachweisbar ist. Ein Medium, das sich prinzipiell jeder Messung entzieht, erklärt allerdings nichts mehr.
Maxwell und Hertz: der eigentliche Anfang der Funktechnik
Parallel dazu lief eine Entwicklung, die den Äther am Ende überflüssig machte, ohne ihn zu widerlegen.
| Jahr | Wer | Was |
|---|---|---|
| 1865 | James Clerk Maxwell | leitet aus seinen Feldgleichungen eine Wellengleichung her; die berechnete Ausbreitungsgeschwindigkeit stimmt mit der gemessenen Lichtgeschwindigkeit überein. Licht ist eine elektromagnetische Welle - und es muss weitere, unsichtbare geben. |
| 1886-1888 | Heinrich Hertz | weist diese Wellen in Karlsruhe experimentell nach. Er arbeitet mit mehreren Anordnungen; in einer bekannten Variante dient ein funkenerregter Dipol mit zwei Zinkkugeln als Sender und eine Drahtschleife mit kleinem Spalt als Empfänger. Über stehende Wellen bestimmt er die Wellenlänge und damit die Geschwindigkeit - sie entspricht der des Lichts. Er zeigt außerdem Reflexion, Brechung und Polarisation. |
Aus diesen Funken kommt übrigens unser Wort: Weil die frühen Sender ihre Signale mit einer Funkenstrecke erzeugten, hieß die Sache Funkentelegrafie. Über Bildungen wie Funkspruch und Funker verkürzte sich das zu Funk - und daraus wurden Rundfunk und Mobilfunk. Der Äther steckt in keinem dieser Wörter.
Maxwell und Hertz selbst dachten noch in Ätherbildern; das war der Stand ihrer Zeit. Entscheidend ist aber, was ihre Arbeit hervorbrachte: Feldgleichungen, die die Ausbreitung vollständig beschreiben, ohne dass man wissen muss, worin die Welle schwingt.
Wellenausbreitung in der Prüfung
Sechs Originalfragen aus dem Fragenkatalog der Bundesnetzagentur (3. Auflage, März 2024), quer durch die Klassen N, E und A. Die Reihenfolge der Antworten mischt diese Seite bei jedem Aufruf neu und weicht deshalb vom Katalog ab. Nichts wird gespeichert, du kannst beliebig oft probieren.
NB301 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen beträgt im Freiraum etwa ...
- 300000 km/s.
- 3000000 km/s.
- 30000 km/s.
- 3000 km/s.
EB302 Wie erfolgt die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle? Die Ausbreitung erfolgt ...
- durch eine Wechselwirkung zwischen elektrischem und magnetischem Feld.
- nur über das elektrische Feld. Das magnetische Feld wirkt sich nur im Nahfeld aus.
- nur über das magnetische Feld. Das elektrische Feld wirkt sich nur im Nahfeld aus.
- durch die unabhängige Ausbreitung von elektrischem und magnetischem Feld.
EB305 Die Polarisation einer elektromagnetischen Welle ist durch die Richtung ...
- des elektrischen Feldes (Vektor des E-Feldes) bestimmt.
- des magnetischen Nordpols (relativ zur Antenne) bestimmt.
- der Ausbreitung (S-Vektor/Poynting-Vektor) bestimmt.
- des unmittelbaren Nahfeldes ($\lambda/4$-Bereich) bestimmt.
NH102 Warum ist die Ionosphäre ausschlaggebend für die Kurzwellenausbreitung? In der Ionosphäre werden elektromagnetische Wellen durch ...
- elektrisch geladene Teilchen gebrochen (refraktiert).
- Wärme verstärkt und reflektiert.
- Kälte gebrochen und reflektiert.
- Temperaturübergänge gebrochen (refraktiert).
AG314 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einem Koaxialkabel ...
- ist geringer als im Freiraum.
- ist höher als im Freiraum.
- entspricht der Geschwindigkeit im Freiraum.
- ist unbegrenzt.
AG315 Der Verkürzungsfaktor eines Koaxialkabels mit einem Dielektrikum aus massivem Polyethylen beträgt ungefähr ...
- 0,66.
- 0,1.
- 0,8.
- 1,0.
Diese Fragen stammen aus dem offiziellen Fragenkatalog der Bundesnetzagentur. Im Lernbereich übst du sie mit Fortschrittsspeicherung und persönlicher Auswertung.
Brauchen Funkwellen ein Trägermedium?
Nein. Und das ist kein Trick, sondern der Kern der Sache: Eine Funkwelle besteht aus zeitlich veränderlichen elektrischen und magnetischen Feldern, deren räumliche und zeitliche Änderungen über die Maxwell-Gleichungen miteinander verknüpft sind. Anschaulich gesagt trägt sich das eine Feld mit dem anderen - und genau deshalb braucht die Welle keinen Stoff, in dem sie schwingt, sondern wandert auch durch leeren Raum.
| Merkmal | Schallwelle | Funkwelle |
|---|---|---|
| Was schwingt | Teilchen des Mediums | elektrisches und magnetisches Feld |
| Trägermedium | zwingend nötig | nicht nötig |
| Schwingungsrichtung | in Luft längs zur Ausbreitung (Longitudinalwelle) | quer dazu (Transversalwelle) |
| Polarisation | bei gewöhnlichem Luftschall nicht definiert | durch die Richtung des E-Feldes bestimmt |
| Im Vakuum | keine Ausbreitung | Ausbreitung mit rund 300 000 km/s |
Deshalb funktioniert Funk zum Mond und zu Raumsonden, während im Weltraum niemand einen Knall hört. Und deshalb steht die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Freiraum in jedem Fragenkatalog.
Langsamer wird es trotzdem - in Materie
Kein Medium zu brauchen heißt nicht, von Materie unbeeinflusst zu sein:
- Im Koaxialkabel läuft das Signal langsamer als im Freiraum. Das Verhältnis heißt Verkürzungsfaktor und liegt bei massivem Polyethylen bei etwa 0,66; geschäumtes Dielektrikum kommt höher. Wer ein Kabelstück auf eine Wellenlänge zuschneidet, muss damit rechnen.
- In der Ionosphäre verändert vor allem die Dichte der freien Elektronen den Brechungsindex; Kurzwellen werden dadurch allmählich abgelenkt und kehren zur Erde zurück. Umgangssprachlich heißt das Reflexion, physikalisch ist es überwiegend Brechung - eine harte spiegelnde Fläche gibt es dort nicht. Der Prüfungskatalog fasst das verkürzt als Brechung an elektrisch geladenen Teilchen.
- In der Atmosphäre werden Verluste mit steigender Frequenz wichtiger: Regen sowie Absorption durch Wasserdampf und Sauerstoff schlagen vor allem im Mikrowellenbereich zu Buche, bei bestimmten Frequenzen liegen ausgeprägte Absorptionslinien.
Einstein, die Raumzeit und das Quantenvakuum
1905 schrieb Einstein in "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", die Einführung eines Lichtäthers werde sich als überflüssig erweisen: Die Theorie brauche weder einen absolut ruhenden Raum noch einen Geschwindigkeitsvektor für einen Punkt des leeren Raums. Der Grund ist das Relativitätsprinzip zusammen mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit - damit gibt es kein ausgezeichnetes Bezugssystem mehr, gegen das sich eine Ätherbewegung überhaupt messen ließe.
Ähnlich verhält es sich mit dem Quantenvakuum. Das Vakuum der modernen Physik ist nicht einfach nichts: Es zeigt Fluktuationen und messbare Effekte. Ein Äther ist es deshalb nicht:
| Frage | Klassischer Lichtäther | Vakuum der modernen Physik |
|---|---|---|
| Materielles Trägermedium? | ja, angenommen | nein |
| Ausgezeichnetes Ruhesystem? | ja, notwendig | nein - alle Inertialsysteme gleichberechtigt |
| Ätherwind messbar? | erwartet | nicht vorhanden und nicht erwartet |
| Was ist Licht? | Schwingung des Mediums | Anregung des elektromagnetischen Feldes |
| Teil der heutigen Theorie? | nein | ja |
Warum Funkamateure trotzdem "Äther" sagen
Weil das Wort älter ist als die Erkenntnis. Als der Rundfunk in den 1920er Jahren populär wurde, war "Äther" das gängige Bild für das Unsichtbare zwischen Sender und Empfänger - und es blieb, wie so viele Wörter, deren Ursprung verblasst ist. Niemand meint damit heute ein Medium. In der Fachsprache steht dafür längst "elektromagnetische Welle", "HF" oder schlicht "Funkwelle".
Typische Irrtümer
- Funkwellen brauchen kein Medium und laufen durch das Vakuum
- Im Vakuum sind es rund 300 000 km/s, in Materie weniger
- Die Ionosphäre bricht die Welle, sie spiegelt sie nicht an einer Fläche
- Die Polarisation ist durch die Richtung des elektrischen Feldes bestimmt
- "Äther" ist im Funk ein Sprachbild, kein Fachbegriff
- "Ohne Luft geht kein Funk"
- "Im Weltraum kann man nicht funken"
- "Radiowellen sind Schallwellen mit höherer Frequenz"
- "Michelson und Morley haben den Äther in einem Experiment erledigt"
- "Einstein hat den Äther 1920 wieder eingeführt"
Diese Gleichsetzung findet sich häufig, hält aber keiner Prüfung stand. Der klassische Äther brauchte ein ausgezeichnetes Ruhesystem - genau daraus folgte der erwartete Ätherwind. Das Vakuum der modernen Physik hat kein solches System: Es sieht in jedem gleichförmig bewegten Bezugssystem gleich aus. Dass es physikalische Eigenschaften besitzt, macht es noch lange nicht zu einem Stoff, in dem Wellen schwingen.
Häufige Fragen zum Äther
Was bedeutet Äther beim Funk?
Im Funk ist Äther eine bildhafte Bezeichnung für den Raum, durch den drahtlose Aussendungen laufen. Ein Trägermedium ist damit nicht gemeint. Wörterbücher führen die physikalische Bedeutung des Wortes ausdrücklich als aufgegebene Hypothese. Fachsprachlich heißt es heute elektromagnetische Welle oder Funkwelle.
Was heißt "über den Äther senden"?
Es heißt schlicht: drahtlos aussenden, auf Sendung gehen. Die Wendung stammt aus der Anfangszeit des Rundfunks, als der Lichtäther noch als Trägermedium galt. Das englische Gegenstück lautet "on the air" beziehungsweise "airwaves" und ist genauso bildlich gemeint, denn Funkwellen brauchen weder Luft noch Äther.
Gibt es den Äther wirklich?
Nach heutigem Stand der Physik nicht. Der Lichtäther war eine Hypothese des 19. Jahrhunderts. Das Michelson-Morley-Experiment von 1887 fand keinen Hinweis auf die erwartete Bewegung der Erde gegen ihn, und mit der speziellen Relativitätstheorie von 1905 wurde er entbehrlich. Elektromagnetische Wellen benötigen kein Trägermedium.
Warum nahm man überhaupt einen Äther an?
Weil alle damals bekannten Wellen ein Medium brauchten: Schall die Luft, Wasserwellen das Wasser. Da Licht sich als Welle verhielt, schien ein Trägermedium zwingend. Christiaan Huygens formulierte diese Idee bereits 1690. Das Problem: Der Äther hätte steifer als Stahl sein müssen, um Querwellen mit Lichtgeschwindigkeit zu tragen, und zugleich masselos und reibungsfrei, um die Planetenbahnen nicht zu stören.
Was zeigte das Michelson-Morley-Experiment?
Michelson und Morley erwarteten 1887 beim Drehen ihres Interferometers eine Verschiebung des Interferenzmusters um 0,4 Streifenbreiten. Gemessen wurde weniger als ein Zwanzigstel davon, vermutlich weniger als ein Vierzigstel. Ein Ätherwind ließ sich also nicht nachweisen. Die Autoren formulierten vorsichtig: Falls es eine Relativbewegung gebe, müsse sie klein sein. Von einer Widerlegung des Äthers steht im Originalpaper nichts.
Brauchen Funkwellen ein Medium?
Nein. Eine elektromagnetische Welle besteht aus zeitlich veränderlichen elektrischen und magnetischen Feldern, die über die Maxwell-Gleichungen miteinander verknüpft sind und gemeinsam durch den Raum wandern. Sie breitet sich deshalb auch im Vakuum aus, mit rund 300 000 Kilometern pro Sekunde. Genau darum funktioniert Funk zu Satelliten und Raumsonden.
Sind Funkwellen und Schallwellen dasselbe?
Nein, sie sind physikalisch grundverschieden. Schall ist eine mechanische Longitudinalwelle: Teilchen eines Mediums schwingen in Ausbreitungsrichtung, ohne Medium gibt es keinen Schall. Eine Funkwelle ist eine elektromagnetische Transversalwelle: Die Felder schwingen quer zur Ausbreitungsrichtung, ein Medium ist nicht nötig. Gewöhnlicher Schall in Luft hat deshalb keine Polarisation im Sinne einer Transversalwelle.
Wie schnell breiten sich Funkwellen aus?
Im Freiraum mit Lichtgeschwindigkeit, also rund 300 000 km/s. In Materie ist es weniger: In einem Koaxialkabel mit massivem Polyethylen als Dielektrikum beträgt der Verkürzungsfaktor etwa 0,66, das Signal läuft dort also mit rund zwei Dritteln der Freiraumgeschwindigkeit. Das ist beim Zuschneiden von Kabellängen zu berücksichtigen.
Welche Rolle spielten Maxwell und Hertz?
James Clerk Maxwell sagte 1865 elektromagnetische Wellen theoretisch voraus und zeigte, dass Licht selbst eine solche Welle ist. Heinrich Hertz wies sie zwischen 1886 und 1888 experimentell nach: Mit einem funkenerregten Dipol als Sender und einer Drahtschleife als Empfänger bestimmte er über stehende Wellen die Ausbreitungsgeschwindigkeit und zeigte Reflexion, Brechung und Polarisation. Aus der Funkenstrecke dieser frühen Sender stammt das deutsche Wort Funk.
Hat Einstein den Äther 1920 wieder eingeführt?
Nein. In seinem Leidener Vortrag "Äther und Relativitätstheorie" verwendete er das Wort für die physikalischen Eigenschaften der Raumzeit und stellte im selben Text klar, dass diesem "Äther" keine mechanischen Eigenschaften zukommen, dass er nicht aus verfolgbaren Teilen besteht und dass der Begriff der Bewegung auf ihn nicht anwendbar ist. Mit dem Lichtäther des 19. Jahrhunderts hat das nichts zu tun.
Ist das Quantenvakuum ein moderner Äther?
Nein. Das Vakuum der modernen Physik hat zwar messbare Eigenschaften, aber kein ausgezeichnetes Ruhesystem: Es sieht in jedem gleichförmig bewegten Bezugssystem gleich aus. Genau ein solches Ruhesystem war beim klassischen Äther zwingend, weil daraus der erwartete Ätherwind folgte. Licht gilt heute als Anregung des elektromagnetischen Feldes, nicht als Schwingung eines Stoffes.
Was ist mit "der Äther ist voll" gemeint?
Damit ist gemeint, dass viele Stationen gleichzeitig senden und ein Frequenzbereich stark belegt ist. Wellen unterschiedlicher Frequenz überlagern sich, ohne sich zu verdrängen; eng wird es durch Belegung und gegenseitige Störungen am selben Ort zur selben Zeit. Der Raum selbst kann nicht volllaufen. Deshalb gibt es Frequenzzuteilungen und Bandpläne.
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Kostenlos mit dem Lernen beginnenQuellen: DWDS: Äther (Bedeutung und Etymologie) · DWDS: Funkentelegrafie · Michelson & Morley 1887: Originalpaper · Wikipedia: Michelson-Morley-Experiment · Wikipedia: Luminiferous aether · Maxwell 1878: Artikel "Ether" (Encyclopædia Britannica) · IEEE ETHW: Hertz 1886-1888 · Einstein 1905: Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Übersetzung) · Einstein 1920: Äther und Relativitätstheorie (Leidener Vortrag) · Wikipedia: Vacuum state · Wikipedia: Elektromagnetische Welle · Wikipedia: Verkürzungsfaktor · DARC-Online-Lehrgang Technik Klasse E, Kapitel 9 (Wellenausbreitung). Historische Jahreszahlen folgen den genannten Quellen; wo sich Darstellungen unterscheiden, ist das im Text vermerkt. Angaben zu Ausbreitungsgeschwindigkeit und Verkürzungsfaktor sind gerundete Richtwerte.