22 2Wir nutzen Mikro-Strahlung Wie wird Mikro-Strahlung bei RADAR-Anlagen genutzt? Die Bezeichnung RADAR bedeutet „Radio Detection and Ranging“ (= Funkortung und Abstandsmessung). Der RADAR-Sender schickt Mikro-Signale aus, die zB von einem Gegenstand (zB Flugzeug oder Auto) reflektiert werden. Die reflektierten Signale werden von der RADAR-Antenne empfangen. Aus der Zeit und dem Winkel des rückkehrenden Signals werden die Position und das Tempo des Gegenstandes berechnet (Abb. 22.3). RADAR wird von Flughäfen zur Luftraumüberwachung eingesetzt. Durch die Bestimmung der Position von Flugzeugen können Unfälle vermieden werden. Schiffe können mit RADAR auch bei schlechter Sicht Hindernisse (zB andere Schiffe, Küsten …) erkennen (Abb. 22.4). In der Verkehrsüberwachung bestimmen RADAR-Geräte das Tempo von Fahrzeugen. Wetter-RADAR-Anlagen erkennen Niederschläge, Stürme und andere Wetterphänomene und verfolgen ihre Bewegung. gesendete Mikro-Signale Radarschirm Verarbeitung Sende- und Empfangsantenne reflektierte Mikro-Signale 22.3 Funktion einer RADAR-Anlage 22.4 RADAR-Anlage eines Schiffes RADAR-Antenne Physik im Alltag Was sind besondere Eigenschaften der Mikro-Strahlung? Im Versuch V2 auf Seite 21 konntest du feststellen, dass die Mikro-Strahlung viele nichtmetallische Materialien (zB Kunststoff, Glas, Papier) durchdringen kann. Von Metallen wird sie ein wenig absorbiert und hauptsächlich reflektiert. Mikro-Strahlung kann gut zur kabellosen Übertragung von großen Datenmengen verwendet werden, da sie von der Atmosphäre nicht stark abgelenkt oder absorbiert wird. Wasser hingegen kann einen Teil der Mikro-Strahlung gut absorbieren ( Seite 23). Mikro-Strahlung mit einer Frequenz von etwa 1 GHz bis 2 GHz wird daher bei der Satelliten-Navigation (GPS = Global Positioning System) verwendet (Abb. 22.1). GPS-Satelliten senden Signale über ihre genaue Position und Zeit zur Erde. Empfängst du zB mit dem Smartphone die Signale von mindestens vier Satelliten, so kann dein Standort bestimmt werden. Damit das überall möglich ist, umkreisen etwa 30 davon die Erde in etwa 20 000 km Höhe (Abb. 22.2). 22.1 GPS-Navigationsgerät 22.2 Modell der Standort-Bestimmung („Ortung“) durch GPS x … Standort … empfangene Mikro-Signale GPS-Satellit (nicht maßstabsgenaue Darstellung) x Infobox: Michael Faraday entdeckte 1836, dass ein Käfig aus Metall den Innenraum vor Blitzen schützt, solche werden seitdem Faraday-Käfig genannt. Arbeitsheftseite 41 Spielzeug-RADAR Bestimme mit einer im Spielzeughandel erhältlichen RADAR-Pistole das Tempo von Spielzeugautos oder laufender Personen. Norbert verwendet diese Pistole, um das Tempo von Autos vor seiner Schule zu messen. Er notiert die Kennzeichen der zu schnell fahrenden Fahrzeuge. Eine Polizistin sieht das und weist ihn darauf hin, dass er das nicht darf. Warum ist das so? Überlegt gemeinsam in der Gruppe die Gründe dafür. V1 A2 Die Faraday-Tasche Mona hat sich eine Tasche für ihr Smartphone gekauft, die alle Mikro-Signale blockiert. Das Smartphone kann damit nicht geortet oder abgehört werden. Ihre Eltern halten sie aber für gefährlich. Recherchiert und diskutiert Vor- und Nachteile der Faraday-Tasche. A1 GPS 5G Mobilfunknetz WLAN Bluetooth RFID RFID Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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