Big Bang 7, Schulbuch

104 Kompetenzcheck Der Schwingkreis Wie lang muss eine Sendeantenne sein, damit man damit den Musiksender Ö3 mit 99,9MHz übertragen kann? Verwende c = λ · f . c ist die Lichtgeschwindigkeit (3·10 8 m/s), f die Frequenz des Senders. Warum ist das Resonanzverhalten einer Antenne nicht scharf ausgeprägt? Mit anderen Worten: Warum darf eine Antenne bei einem Radio ein bisschen länger oder kürzer sein, als sie eigentlich sein sollte? Verwende für deine Erklärung Abb. 9. 29 Einige Lichtphänomene Reflexion Man sagt immer, dass ein Spiegel links und rechts vertauscht. Was wird tatsächlich vertauscht? Hilf dir mit Abb. 10! Wie würdest du dich sehen, wenn ein Spiegel wirklich links und rechts vertauschen würde? Du denkst dir vielleicht, das ist eine blöde Frage, aber kann man Spiegel eigentlich sehen? Brechung und Totalreflexion Warum sieht man durch eine Taucherbrille unter Wasser alles größer? Versuche, den Strahlengang beim Übergang vom Wasser durch die Luft in der Brille zum Auge aufzuzeichnen. Dispersion und Farbmischung In Abb. 11 siehst du zwei Diagramme. Welches ist richtig dargestellt? 30 Energieübertragung durch elektromagnetische Wellen Schwarzer Strahler, Schwarze Körper Wenn du die Hand über eine heiße Herdplatte hältst, dann spürst du durch die Wärmestrahlung deren Hitze. Wenn du die Hand in den Tiefkühlkasten hältst, spürst du die Kälte, auch ohne, dass du die Lebensmittel darin berührst. Gibt es daher auch eine Kältestrahlung? Ist jedes schwarz erscheinende Objekt ein Schwarzer Strahler? Können umgekehrt auch nicht schwarz erscheinende Objekte Schwarze Strahler sein? Begründe! Mikrowellen und Radar Mikrowellen wärmen Speisen auf. Sind Mikrowellen daher Wärme- strahlen? Stimmt es, dass bei der Zubereitung von Gemüse in der Mikrowelle die Vitamine verloren gehen? Infrarot und Ultraviolett Ein Infrarot-Laser sendet logischerweise Infrarot aus. Handelt es sich dabei um Wärmestrahlung? A6 A7 Abb. 9: Zusammenhang zwischen Anre- gungsfrequenz und Amplitude der Schwingung bei verschieden starken Dämpfun- gen (a = schwache Dämpfung, d = starke Dämpfung) A1 Abb. 10 A2 A3 A4 Abb. 11: Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Ge- schwindigkeit (bzw. Brech- zahl) für drei Glassorten A1 A2 A3 A4 A5 Überlege, wie man IR und UV entdeckt haben könnte! Man sieht sie doch nicht! Röntgen- und Gammastrahlung Gammastrahlung entsteht durch „Quanten- sprünge im Kern“. Erkläre das mit Hilfe von Abb. 12. 31 Informationsübertragung durch elektro- magnetischen Wellen Geschichte des Funks, Funk allgemein Man sagt, eine Welle ist die Ausbreitung einer Störung. Was ist damit gemeint? Gib Beispiele zur Entstehung von Wellen. Was wird bei der Entstehung einer elektromagnetischen Welle gestört? Formen der Modulation Erkläre, warum jeder FM-Sender eine bestimmte Bandbreite haben muss! Hilf dir mit Abb. 13! Analog und digital Beim Beamen in den SciFi-Filmen wird der Mensch zuerst exakt gescannt und dann aufgelöst. Diese Informationen werden mit einem Transporterstrahl zum Zielort geschickt (engl. „beam“ bedeutet Strahl), wo der Mensch wieder zusammengesetzt wird. Berechne die Datenmenge, die notwendig ist, um einen Menschen zu beamen! Nimm dazu an, dass man ein Kilobyte (1kB) an Daten benötigt, um die Eigenschaften eines Atoms genau zu beschreiben. Ein Mensch besteht aus etwa 10 28 Atomen. Das Handy Das Auto ist ein Faraday’scher Käfig. Man sagt, dass im Inneren eines solchen Käfigs kein elektrisches Feld herrscht. Können EM-Wellen in einen solchen Käfig ein- oder ausdringen? Überlege dir einfache Argumente mit Hausverstand. Der Elektrosmog Welche Geräte, die du aus dem Alltag kennst, arbeiten zur Informa- tionsübertragung mit EM-Wellen? Kompetenzbereich Strahlungshaushalt der Erde 32 Klimaänderung und erneuerbare Energie Die Luft-Zusammensetzung Angenommen, in der Luft befinden sich 400ppm CO 2 . Auf wie viele Luftmoleküle kommt daher ein CO 2 -Molekül? Anders gesagt: Wie viele Luftmoleküle musst du sammeln, damit statistisch gesehen ein CO 2 -Molekül dabei ist? Im Film „Eine unbequeme Wahrheit“ wird behauptet, dass die Atmosphäre so dick ist wie die Lackschicht auf einem Globus. Schätze ab, ob dieser Vergleich richtig sein kann! Der Radius der Erde beträgt 6,37·10 6 m. Mögliche Entwicklungen des globalen Klimas Warum kann man das Wetter auf eine Woche, das Klima aber auf ein Jahrhundert im Voraus sinnvoll einschätzen? Windenergie Argumentiere möglichst einfach, warum es nicht möglich ist, dem Wind die gesamte kinetische Energie zu entziehen. Allgemeines Warum ist das Verbrennen von Biomasse ökologischer als das Verbrennen von fossilen Stoffen? Es wird doch in beiden Fällen CO 2 freigesetzt! Erkläre in diesem Zusammenhang den Begriff CO 2 -neutral. A6 A7 Abb. 12: Schematische Darstellung eines γ -Zerfalls Abb. 13 A1 A2 A3 A4 A5 A1 A2 A3 A4 A5 Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv