94 29.6 Daten fliegen durch die Luft Mobilfunk und W-LAN In diesem Abschnitt sehen wir uns zwei für dich sehr wichtige technische Systeme an, nämlich das Mobilfunknetz und das W-LAN. Ohne diese beiden wärst du ziemlich aufgeschmissen, oder?! Nimm an, du rufst eine andere Person mit dem Handy an. Stelle eine Vermutung auf, was dabei technisch Schritt für Schritt passiert, bis das Gespräch beim anderen Handy ist. Welche Rolle spiele dabei die Antennen in B 28.3 (S. 78)? B 29.37 Wie kommt Sprache von Handy zu Handy? Zu Demonstrationszwecken ruft eine Person eine andere Person im selben Klassenraum an. Beide stellen den Lautsprecher an, damit alle mithören können und unterhalten sich kurz. Du wirst bemerken, dass die Originalstimme und die Stimme aus dem Handy zeitlich verzögert sind. Wie kann man das erklären? Sehr oft wird diskutiert, dass die Strahlung, die beim Mobilfunk verwendet wird, zum Beispiel Krebs auslösen kann. Sieh dir B 29.38 genau an und ziehe deine Schlüsse daraus. Diskutiere in der Gruppe über die Bedeutung der Grafik. B 29.38 Entwicklung der Anzahl der Handys und der Kopftumore in Österreich. Beachte, dass die Angaben unterschiedlich sind. Gehe auf der Straße und probiere immer wieder, wie viele W-LAN-Netze du mit deinem Handy an einer bestimmten Stelle empfangen kannst. Ist so viel Strahlung nicht gefährlich für den Körper? A 20 A 21 A 22 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Anzahl der Mobiltelefone pro Einwohner Hirntumore pro Jahr pro 10.000 Personen A 23 Das Handy ist so sehr in deinen Alltag eingebunden, dass du dir überhaupt keine Gedanken darüber machst, wie ungeheuer viel Technik dahintersteckt. Nehmen wir an, zwei Personen plaudern per Handy miteinander. Nennen wir sie Marie und Marc, wie das in der Physik gerne gemacht wird. Damit sie miteinander telefonieren können, ist eine unglaublich komplexe Technologiekette notwendig. Sehen wir uns die einzelnen Schritte ein wenig genauer an ( A 20 ). Zunächst werden die Schallschwingungen in einem sogenannten MEMS-Mikrophon in elektrische Schwingungen umgewandelt. MEMS steht für mikroelektromechanisches System. Wie winzig diese Dinger sind, siehst du am Größenvergleich mit einem Streichholzkopf (B 29.39). Das Mikrophon wandelt die mechanischen Schallschwingungen in elektrische Schwingungen um. Diese sind kontinuierlich, also analog (B 29.35 a, S. 93). Diese analoge Schwingung wird nun digitalisiert und in 1er und 0er umgewandelt (B 29.35 b). Man nennt den Teil, der diese Umwandlung vornimmt, einen Analog-Digital-Wandler oder kurz AD-Wandler. B 29.40 Vereinfachte Darstellung eines Mobilfunknetzes: Jede der Funkzellen hat eine Basisstation. Hier sind aber zur besseren Übersicht nur ein paar eingezeichnet. Die Basisstationen haben die typischen Antennen, die auch in B 28.3 (S. 78) zu sehen sind. Das gesamte Mobilfunknetz besteht aus Funkzellen, die in B 29.40 vereinfacht als Sechsecke dargestellt sind. In jeder Zelle befindet sich eine Basisstation mit Mobilfunkantennen. Die gerade erstellten 1er und 0er werden nun mit Hilfe einer elektromagnetischen Welle vom Handy durch die Luft zur Basisstation dieser Funkzelle geschickt (a). B 29.39 Ein MEMS-Mikrophon aus einem Handy im Vergleich mit einem Streichholzkopf. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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