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Big Bang - Online

Big Bang 8 NEU

„640 KB sollte genug für jedermann sein.“ - Microsoft-Gründer Bill Gates über den Arbeitsspeicher eines Computers im Jahr 1981 Dass nicht nur der Arbeitsspeicher sondern auch die Festplattenkapazitäten seit 1981 saftig angewachsen sind, kann man in Kapitel 51.1 nachlesen. Bei der so genannten Miniaturisierung versucht man, technische Bauteile immer mehr zu verkleinern, ohne dass dabei deren Funktion verloren geht. Ein gutes Beispiel dafür sind Mikrochips: Im Schnitt verdoppelt sich bei diesen rund alle zwei Jahre die Transistorendichte. Auch in der Medizin spielt Miniaturisierung eine große Rolle, und es gibt eindrucksvolle Anwendungsbeispiele. In der Nanotechnologie geht es neben der Verkleinerung zusätzlich noch darum, dass die geschaffenen Strukturen auf Grund ihrer geringen Größe völlig neue Eigenschaften aufweisen.

Kapitel 50 Miniaturisierung und Nanotechnologie

Vertiefung und Kompetenzüberprüfung

Ergänzende Aufgaben und Lösungen für dieses Kapitel von Martin Apolin. Alle ergänzenden Aufgaben und Lösungen auf einen Blick findet man auf der Startseite Online unter dem Punkt „Vertiefung und Kompetenzüberprüfung“.

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Maturafragen

Kompetenzorientierte Maturafragen für dieses Kapitel von Martin Apolin. Alle Maturafragen auf einen Blick findet man auf der Startseite Online unter dem Punkt Matura und Co.

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Seite 111

Schematische Darstellung einer endoskopischen Operation im Knie (Abb. 50.2).

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Seite 112

Totalreflexion an der Wasseroberfläche (Abb. 29.6).

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Seite 112

Dieses Bild von Olaf Hustvedt zeigt ein Bündel von Glasfasern in einem Kabel. Auf der linken Seite befindet sich einer Halbleiterlaser. Das Licht auf der rechten Seite wurde durch Reflexion durch das Kabel geleitet.

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Seite 112

Schematische Darstellung eines Endoskops (Abb. 50.3).

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Seite 113

Blick in eine geöffnete Festplatte

Foto: Christian Jansky

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Seite 113

Verschiedene Baugrößen von Festplatten

Foto: Paul R. Potts

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Seite 113

Entwicklung der Festplattenkapazität seit 1980

Grafik: Han-Kwang Nienhuys

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Seite 114

Hochempfindlicher CCD-Sensor für astronomische Aufnahmen.

Quelle: NASA

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Seite 114

Ein CCD-Sensor mit Anschlüssen

Foto: Christoph Müller

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Seite 114

Bei kristallinen Festkörpern verschmelzen die einzelnen Orbitale zu Bändern. Die inneren Elektronen sind nicht dargestellt (Abb. 50.13).

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Seite 115

Größenordnungen des spezifischen Widerstands und der frei beweglichen Elektronen bei 20 °C (Tab. 50.2).

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Seite 115

Energielücken bei reinem und dotiertem Silicium (50.16).

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Seite 116

LEDs in verschiedenen Gehäusen

Foto: Andreas Frank

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Seite 116

LEDs verschiedener Größen: 8mm, 5mm und 3mm

Foto: Andreas Frank

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Seite 116

Der innere Aufbau einer Leuchtdiode

Quelle: Wikimedia Commons

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Seite 117

Vereinfachte Darstellung der Funktionsweise eines n-Kanal-FET (Abb. 50.22).

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Seite 118

Ein integrierter Schaltkreis auf einer Leiterplatte

Foto: Jon Sullivan

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Seite 119

Ein 4-Bit-Addierer, bestehend aus 224 Transistoren (Abb. 50.29).

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Seite 120

Bei Verkleinerung eines Objekts sinkt das Volumen rascher als die Oberfläche (Tab. 50.4).

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Seite 121

Schematische Darstellung der Arbeitsweise eines Rastertunnelmikroskops. Die Nadel wird in gleichem Abstand über der Oberfläche gehalten. Die Steuerung erfolgt mit Hilfe von Piezo-Kristallen (Abb. 50.37).

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Seite 121

Animierte Darstellung von sich bewegenden Sauerstoffatomen, die sich auf der Oberfläche von Eisen befinden. Die Aufnahmen wurden mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops durchgeführt.

Quelle: Researchgroup Physics of Nanostructured Materials, Faculty of Physics, Vienna

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Seite 121

Aufnahme mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops. Die verschiedenen Atomlagen sind in unterschiedlichen Farben dargestellt.

Quelle: Researchgroup Physics of Nanostructured Materials, Faculty of Physics, Vienna

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Seite 122

Schematische Darstellung der Arbeitsweise eines Rasterkraftmikroskops. Im Gegensatz zum Rastertunnelmikroskop kommt es hier zu einer Berührung der Probe (Abb. 50.39).

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Seite 122

Verschiedene Typen von Kohlenstoffnanoröhren in einer Illustration von Michael Ströck.

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Seite 122

Unterschied zwischen einer normalen Glasoberfläche und einer mit „Nanoversiegelung“. Die dabei verwendeten Partikel sind kleiner als 100 nm.

Foto: René F. Appenzeller

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