"Gegen Ende der neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts machte Duddell
folgende Entdeckung: Schaltet man parallel zu einer Gleichstrombogenlampe
eine Kapazität und eine Selbstinduktion, so gibt der Lichtbogen
einen pfeifenden Ton von sich, dessen Höhe mit der Schwingungszahl
des Wechselstromkreises übereinstimmt. Man nennt diese Beobachtung
das Duddellsche Phänomen und kann es leicht mittelst einer gewöhnlichen
mit Handregulierung versehenen und mit Gleichstrom betriebenen Bogenlampe
demonstrieren, indem man parallel zu derselben einen aus vielen Windungen
bestehenden Widerstand und einen aus Stanniolblättern hergestellten
Kondensator […] anbringt. Dieser bildet für Gleichstrom einen
unüberbrückbaren Widerstand, weil das isolierende Paraffinpapier
sein Weiterströmen verhindert. Dem Wechselstrom dagegen gewährt
er leicht den Durchgang; denn infolge der Influenz häuft sich bei
jedem Stromwechsel im gegenüberliegenden Stanniolblatt die gleiche
Menge entgegengesetzter Elektrizität an. Tritt nun im Lichtbogen
eine Stromschwankung ein, wie sie z. B. durch ein verbranntes, losgebröckeltes
und herunterfallendes Stück Kohle oder durch entsprechende Stromregulierung
hervorgerufen werden kann, so wird der Kondensator geladen und entladen,
und der zischende Lichtbogen kann unter günstigen Umständen
in die Lage kommen, innerhalb des Stromkreises mit einem Teile der dem
Gleichstrom entnommenen Energie hin und her pendelnde Wechselströme
zu erzeugen, deren Schnelligkeit von Kapazität und Selbstinduktion
des Stromkreises abhängt. […]
16-38000 Hertz
[…] Wie fast alle Gegenstände, so haben auch die beschriebenen
Schwingungskreise, welche mit Kapazität und Selbstinduktion versehen
sind, freie Eigenschwingungen, deren Frequenz durch Kapazität und
Selbstinduktion bestimmt werden. Sie überlagern, wie erwähnt,
den Lichtbogen. Schwillt ihre Stromstärke an, so muß infolge
des Widerstandes eine Erwärmung der Leitungsbahn, also des Lichtbogens,
stattfinden; nimmt die Stromstärke dagegen ab, so muß eine
Abkühlung des Lichtbogens erfolgen. Da durch diese Temperaturwechsel
der Lichtbogen in synchrone Vibrationen gerät, so muß auch
die umgebende Luft in gleicher Weise beeinflußt werden und in
Schwingungen kommen. Luftwellen werden aber, falls ihre Frequenz in
bestimmten Grenzen liegt, von unserm Ohre als Schall empfunden. Die
Schwingungszahlen der hörbaren Töne liegen zwischen 16 und
38000. Innerhalb dieser Grenzen vernehmen wir also das Tönen des
Lichtbogens.
[…] Wird die Selbstinduktion mittelst einer geeigneten Einrichtung in bestimmter Weise verändert, so ist es möglich, den Lichtbogen in bestimmter Höhe ertönen zu lassen. Diese Töne zeigen große Ähnlichkeit mit denen einer Lippenpfeife. Das Duddellsche Phänomen hat daher große Ähnlichkeit mit der bekannten sprechenden Bogenlampe." [Partheil 1907, 172-175]
"Die sprechende Bogenlampe"
1897
"Bereits im Jahre 1897 machte Professor Dr. Simon in Erlangen
folgende merkwürdige Beobachtung. Als er in seinem Laboratorium
arbeitete, hörte er, daß eine in seiner Nähe brennende
elektrische Bogenlampe das knatternde Geräusch eines Induktors,
der in einem anderen Raume des Instituts in Tätigkeit war, nachahmte.
Er suchte den Grund dieser auffälligen Erscheinung und fand bald,
daß die zum Induktor führende Leitung ein Stück neben
der Gleichstromleitung der Bogenlampe herlief. Die Induktion beeinflußte
also den Gleichstrom derartig, daß er von Wechselströmen
überlagert wurde. Letztere erzeugten in dem für Stromschwankungen
äußerst empfindlichen elektrischen Lichtbogen Schwingungen,
welche seine glühenden Gasmassen zum Tönen veranlaßten.
Diese Tonschwingungen wurden der umgebenden atmosphärischen Luft
mitgeteilt und so zu Gehör gebracht.
Ein Apparat für diese sprechende Bogenlampe wurde von Dr. Simon
anfangs in der Weise konstruiert, wie das obenstehende Schema (Fig.
111) zeigt. In den Gleichstrom der Lichtleitung […] ist die primäre
Spule eines Induktionsapparates (J) eingeschaltet. Seine sekundäre
Spule steht mit einem Mikrophon (M) nebst Batterie (B) in Verbindung.
Spricht, singt oder pfeift man in das Mikrophon hinein, so gerät
dessen Resonanzplatte in Schwingungen, die Kohlenstäbchen schwingen
mit und in der sekundären Spule entstehen Wechselströme von
so hoher Frequenz, wie sie der Höhe des vor dem Mikrophon erzeugten
Tones entsprechen. Der Gleichstrom der Bogenlampe, dessen Kohlenstäbe
möglichst weit auseinander gezogen sein müssen, wird von induzierten
Wechselströmen überlagert, der Lichtbogen gerät in Schwingungen
und tönt." [Partheil 1907, 175f.]
Anschließend beschreibt Partheil noch eine der "vorteilhaftesten"
der im Anschluß an Simons Schaltung entwickelten Konstruktionen
zur "Demonstration des sprechenden Lichtbogens" (als Quelle
gibt er an: Graetz, "Die Elektrizität und ihre Anwendungen",
12. Aufl., S. 631) und kommt zu dem Schluß:
Lautstärke für große Säle
"Auf diese Weise kann man die Bogenlampe so laut singen, pfeifen,
sprechen und verschiedene Musikinstrumente nachahmen lassen, daß
die sehr reinen Töne selbst in einem großen Saale überall
gehört werden können." [Partheil 1907, 177]