Big Bang 3, Schulbuch

121 A28  Ja, das geht! Je stärker das Objekt aufgeladen ist, das du dem Elektroskop näherst, desto stärker werden die Blättchen abgesto- ßen und desto weiter stehen sie ab. A29  Durch das Reiben laden sich beide Streifen negativ auf und stoßen einander ab. Es ist wie beim Elektroskop ( B 29.25 links). A31  Nach diesem Prinzip arbeitet ein Laserdrucker (siehe A32 ). A32 a) Zuerst wird die Außenseite der Trommel negativ aufgela- den. b) Der Laser entfernt die Ladungen an den Stellen, die später weiß sein sollen. c) Der Toner ist positiv geladen und bleibt nun an den negativen Stellen auf der Trommel haften. Das ist bereits das spätere Bild (siehe A31 ). d) Das Papier wird sehr stark negativ aufgeladen und auf die Trommel gedrückt. Der positiv geladene Toner bleibt darauf haften. Der Druck erfolgt also durch elektrische Anziehungskraft. Zum Schluss wird das Bild noch fixiert, indem es durch Walzen auf 180 °C erhitzt wird, damit der Toner fest am Papier haften bleibt. Das ist in der Abbildung nicht mehr darge- stellt. A33  Gummi befindet sich oberhalb von Teflon und lädt sich daher bei Reibung positiv auf. Dadurch wird auch der ganze Stick positiv geladen. Das Objekt muss vor dem Start den Stick berühren, damit es ebenfalls positiv geladen wird und nachher vom Stick durch elektrische Abstoßung zum Schweben gebracht werden kann. A34 a) 6,3 · 10 22 /5,9 · 10 22 = 6,3/5,9 = 63/59 = 1,07. Silber leitet also 1,07-mal oder 7% besser als Kupfer. b) 5,9 · 10 22 /3,6 · 10 22 = 5,9/3,6 = 59/36 = 1,56. Kupfer leitet also 1,56-mal oder 56% besser als Aluminium. A35  Ein Kilogramm Kupferschrott hat einen Verkaufswert von etwa 3,5€. Das ist nicht viel, und deshalb versucht man meistens gleich eine ganze Menge davon zu stehlen. Eine Tonne Kupfer hat zum Beispiel schon einen Wert von etwa 3500€. Oft werden die gestohlenen Kabel durch Aluminium ersetzt. Dieses leitet den Strom zwar nicht so gut ( A34 b ), ist aber nicht so wertvoll (650€ pro Tonne) und wird daher auch weniger gestohlen. A36  Die Leitfähigkeit von Materialien hängt von der Temperatur ab. A37  Wo sich früher der Film befand, ist heute ein lichtempfindli- cher Chip, der Sensor. Dieser ist, ähnlich wie ein Schachbrett, in viele kleine lichtempfindliche Zellen aufgeteilt, die einzelnen Pixel. Eine Kamera mit einer Auflösung von 3000 × 2000 Pixel besitzt also in Summe 6 Millionen lichtempfindliche Punkte. Die Oberfläche des Sensors besteht aus dem Halbleiter Silizium. Trifft Licht auf einen Pixel, lädt sich dieser negativ auf. Je heller, desto stärker ist die negative Ladung. Diese Elektronen werden dann „ausgelesen“, und daraus wird das Bild rekonstruiert. A38  Kleinlaser werden in den Laufwerken von CD, DVD und Blu-Ray eingesetzt, beim Laserdrucker, bei der Scannerkassa im Supermarkt und bei Laserpointern. Am wichtigsten für dich ist wahrscheinlich aber die Datenüber- tragung durch Glasfaserkabel fürs Internet ( B 29.26 ). Ohne Laser kein Highspeed-Internet! Internet-Daten werden als Laserlichtpulse durch Glasfaserkabel geleitet. B 29.26 A39  Bei einem Halbleiterlaser bringt man p- und n-Schicht knapp aneinander und legt Spannung an. Dadurch werden die freien Elektronen aus der n-Schicht in die p-Schichte geschoben, wo ein Elektronenmangel herrscht. Bei diesem Vorgang geben die Elektronen ihre Energie in Form von einfärbigem Licht ab, dem Laserlicht. Kapitel 23 A1  Die Sache mit der Stromrichtung ist etwas verwirrend. Ampère setzte um 1800 willkürlich fest, dass die Stromrichtung von Plus zu Minus zeigt. Man nennt das heute oft die technische Stromrich- tung. Wie man später herausfand, bewegen sich in Metallen und somit in einem Stromkreis aber ausschließlich Elektronen, und diese fließen von Minus zu Plus ( B 29.27 ). Aus heutiger Sicht wäre es also sinnvoller, die Stromrichtung mit Minus zu Plus anzugeben. Aus Bequemlichkeit blieb man aber bei der alten Definition. A11  Wie viel Wärme entsteht, hängt bei gleichem Stromfluss vom Widerstand ab. Es gilt: Je größer der Widerstand, desto mehr Wärme entsteht. Die Lampe muss also einen größeren Widerstand haben als die Zuleitung – sonst würde diese leuchten, und die Lampe wäre dunkel. A21  AC ist die Abkürzung für alternating current, also für Wechsel- strom. DC ist die Abkürzung für direct current (Gleichstrom). Der Bandname bedeutet also „Wechselstrom/Gleichstrom“ und ist eine Anspielung auf die Funken geladene Hardrock-Musik. A24  Das Wasser fließt von links nach rechts, weil der Wasser- spiegel rechts deutlich niedriger ist. A25  Antwort c ist richtig. Man kann die Energie erhöhen, indem man die Spannung erhöht. Das wird bei den Handy-Akkus ausgenutzt. Und man kann die Energie erhöhen, indem man die Anzahl der Ladungen erhöht. Das wird bei den verschiedenen Batteriemodellen (AAA bis D) ausgenützt. Natürlich kann man auch beide Maßnahmen kombinieren (siehe dazu auch Tab. 23.3, S. 69 ). A26  Welche Spannung ein einzelner Pol besitzt, lässt sich nicht sagen, weil das eine unsinnige Frage ist. Ein Pol alleine hat gar keine Spannung, weil es ja keinen elektrischen Höhenunterschied gibt. A27  Bei der Straßenbahn sind die Schienen der zweite Pol. Das ist normalerweise völlig ungefährlich. Gefährlich würde es nur dann werden, wenn du auf den Schienen stehst und mit einer Metall- stange die Oberleitung berührst. A29  Bei a handelt es sich um eine Serienschaltung, bei b um eine Parallelschaltung ( B 29.28 ). An welcher Stelle sich bei a die Lampen befinden, ist Geschmackssache. Technische Stromrichtung und tatsächliche Stromrichtung, nämlich die Elektronenflussrichtung B 29.27 Lösungen Kapitel 22–23 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv