Sexl Physik 7, Schulbuch

113 | sind dagegen waagrecht liegende λ /2 -Dipole gebräuchlich, so dass auch die Emp- fangsantennen entsprechend auszurichten sind. Die Ausbreitungseigenschaften von Radiowellen unter einer Frequenz von 1 MHz (Lang- und Mittelwellen) werden in der Erdatmosphäre stark von der Ionosphä- re beeinflusst. Die Ladungen in dieser elektrisch leitenden Luftschicht, die sich in über 100 km Höhe befindet, können nämlich durch elektromagnetische Wellen bestimmter Frequenzen zum Mitschwingen gebracht werden. Dadurch wird die Welle absorbiert oder bei sehr flachem Auftreffen auf der Ionosphäre wieder zur Erde reflektiert. So kann es geschehen, dass ein benachbarter Sender schlechter zu hören ist als einer in über 100 km Entfernung. Untersuche, überlege, forsche: Atmosphärenschichten 113.1 Die ionisierten Atome der Ionosphäre entstehen hauptsächlich durch Sonnen- strahlung und galaktische Strahlung. Finde heraus, wovon die Höhe dieser Atmosphä- renschicht abhängt. Untersuche, überlege, forsche: Zeitinformation von Funkuhren 113.2 Funkuhren bekommen ihre Informationen über so genannte Zeitzeichensender, die wiederum an Atomuhren gekoppelt sind. Es werden dabei Radiowellen mit großer Reichweite eingesetzt. Sammle Informationen über Zeitzeichensender und erkläre, wa- rum die verwendeten Antennen sehr große Abmessungen haben. Fernsehen und Internet Die wichtigsten Medien unserer Zeit sind Fernsehen und Internet. Wie sehr sie un- ser Denken und Handeln beeinflussen ist uns oft nicht bewusst und die volle Trag- weite dieser Medien ist noch kaum untersucht. Fernsehen ist die Übertragung von Bildern mit Hilfe elektromagnetischer Wel- len. Dabei werden die mit einer Fernsehkamera aufgenommenen Bilder auf einem CCD-Sensor (siehe auch Kapitel Halbleiter) gespeichert. D. h. es werden optische Signale in elektrische umgewandelt. Diese werden verstärkt und von einem Sender in Form von elektromagnetischen Wellen abgestrahlt. Die Empfangsantenne wan- delt diese Signale wieder in elektrische Signale um, die Umwandlung zurück in optische Signale (Bilder) erfolgt im Fernsehgerät. Untersuche, überlege, forsche: Übertragung von Farbbildern 113.3 Der CCD-Sensor besteht aus lichtempfindlichen Photodioden, die je nach Helligkeit des einfallenden Lichts in jedem Bildpunkt (Pixel) unterschiedlich viele Ladungsträger freisetzen. Um farbige Bilder übertragen zu können, muss das Bild in drei Farben (Rot, Grün und Blau) zerlegt werden. Dies geschieht mittels speziell angeordneter Prismen. Er- kundige dich über die genaue Funktionsweise der Übertragung von Farbbildern mittels CCD-Sensoren und erkläre, warum das Licht dabei in drei Farben zerlegt werden muss. Zur Rückumwandlung von elektrischen Signalen in Bilder werden im Gegensatz zu früher vermehrt Flüssigkristall (LCD)- und Plasmabildschirme eingesetzt. Bei Plasmabildschirmen wird der Zwischenraum zweier Glasplatten in kleine Kammern unterteilt, die mit einer Mischung aus Helium, Neon und Xenon gefüllt sind. Zur Erzeugung eines Bildpunktes werden die Kammern einzeln durch jeweils einen Transistor gezündet. Ähnlich wie bei einer Leuchtstoffröhre wird das Gas ionisiert, es wird zu Plasma. Die dabei emittierte Strahlung wird durch den Ein- satz verschiedener Phosphore in sichtbares Licht der Farben Rot, Blau und Grün umgewandelt. Die großen Vorteile von Plasmabildschirmen gegenüber Flüssigkris- tallbildschirmen sind der hohe Kontrast und die große Bildschärfe. Wegen der ste- tigen Entwicklung der LCD- und OLED-Technologie (s. S. 99) verschwinden Plas- mabildschirme vom Markt. Bodenwelle Raumwelle Empfänger Empfänger Empfänger UKW (30 ...300MHz) MW (300 ...3000 kHz) KW (3 ...30MHz) Ionossphäre Hindernis Sender Troposphäre 113.1 Die Ausbreitung von Funkwellen wird durch die elektrischen Eigenschaften des Erdbodens und der Luft beeinflusst. Durch die an der Ionosphäre reflektierte Raumwelle kann der Sender noch in großer Entfernung empfangen werden. Die Bodenwelle breitet sich entlang des Erdbodens aus. ADC AudioPlayer Recorder Analog- Verstärker MIC Line in Line out SPK DAC 113.2 Schematische Darstellung des Aufbaus und der Wirkungsweise einer Soundkarte. Schallwellen werden dabei zuerst in analoge elektrische Signale umgewandelt und dann digital übertragen. Um umgekehrt ein digital gespeichertes Signal auf einem Lautsprecher hörbar zu machen, muss man es wieder in ein analoges umwandeln. 113.3 Bei Handys spielt die Pixeldichte eine große Rolle bei der Qualität der Displays. Die Bilder werden scharf abgebildet und das Display kann auch von der Seite gut betrachtet werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv