(Infrarot-)Licht. b) mittleres Infrarot: nm. c) fernes Infrarot: 5000nm-1mm

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Karoline Silvia Fertig
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Den größten Teil der Strahlung um uns, ist für uns nicht direkt sichtbar. Das für den Menschen sichtbare Spektrum hat etwa eine Wellenlänge von 400 nm bis etwa 700 nm.

1 (Infrarot-)Licht Licht ist -anhand von ihrer Wellenlänge und Frequenz- auf einem elektromagnetischem Spektrum einordbar. Das menschliche Augen ist in der Lage einen (sehr kleinen) Teil dieses elektromagnetischen Spektrums wahrzunehmen (bunt im unten abgebildetem Spektrum). Den größten Teil der Strahlung um uns, ist für uns nicht direkt sichtbar. Das für den Menschen sichtbare Spektrum hat etwa eine Wellenlänge von 400 nm bis etwa 700 nm. Jede Farbe die wir wahrnehmen entspricht einer anderen Wellenlänge und kann somit von unserem Auge differenziert werden. Infrarot dagegen erstreckt sich etwa von 750 nm bis 1mm (das sind nm). Infrarot kann man in drei Bänder einteilen: a) nahes Infrarot: nm b) mittleres Infrarot: nm c) fernes Infrarot: 5000nm-1mm Eine Besonderheit des Infrarots ist, dass wir es mit unserer Haut als Wärmestrahlung empfinden können. Jegliche Form von Strahlung Form von Energie- kann Wärme verbreiten, doch Infrarot ist gerade so stark dass wir es angenehm und ohne allzugroßen Schaden wahrnehmen können. Es löst, zum Beispiel, das wärmende Gefül der Sonne aus.

Infrarot findet im unserem Alltag mehr Funktionen als den

Strahlung ohne Hilfsinstrumente nur schlecht empfinden

Im Alltag ist Infrarot oft die Strahlung der Wahl weil es

2 Infrarot findet im unserem Alltag mehr Funktionen als den meisten Menschen bewusst ist, da wir diese Form von Strahlung ohne Hilfsinstrumente nur schlecht empfinden können. Im Alltag ist Infrarot oft die Strahlung der Wahl weil es relativ leicht handzuhaben ist und weil es eine noch relativ unschädliche Stärke hat. Datenübertragung Lichtschranke Bewegungsmelder

3 SchSASSSSS Schaltplan für einen Infrarot-Detektor Bauteile: - 2 LEDs grün/rot - 2 NPN-Transistoren - 1 Phototransistor - 1 Elektrolytkondensator - 6 Widerstände: - 6,8 kohm - 5,6 kohm - 2x 470 Ohm - 2,4 Ohm - 8,2 kohm Funktionsweise: Wenn Licht aus, dann: -T1 hochohmig, weil kein Basisstrom vorhanden -T2 wird mit Basisstrom versorgt wird leitend LED2 leuchtet Wenn Licht an, dann: - Photodiode wird niederohmiger - T1 wird mit Basisstrom versorgt wird leitend LED1 leuchtet Vision-Ing21 Pirckheimer-Gymnasium Nürnberg in Kooperation mit Alcatel-Lucent

Unterrichtsunterlagen zum Thema Operationsverstärker Beim Operationsverstärker (OP) spricht man einmal vom idealen OP und einmal vom realen OP.

4 Unterrichtsunterlagen zum Thema Operationsverstärker Beim Operationsverstärker (OP) spricht man einmal vom idealen OP und einmal vom realen OP. Eigenschaften des idealen OPs Eigenschaften des realen OPs Unendliche Bandbreite Hz Unendlicher Eingangswiderstand r e R e = 105 Ω bis Ω Unendlich kleiner Ausgangswiderstand r a R a = 30Ω bis1kω Unendliche Verstärkung V 0 V 0 = 20 * 10³ bis 100 * 10³ Der OP zeigt je nach externer Beschaltung ein anderes Verstärkungsverhalten. In diesen Unterlagen befinden sich Messschaltungen zu dem invertierenden Verstärker und zu dem nicht-invertierenden Verstärker. Als erstes wird der Operationsverstärker mit der Versorgungsspannung versorgt. Er benötigt sowohl eine positive Spannung als auch eine negative Spannung. 15 V + _ 15 V + _ Die Stromversorgung wird in den künftigen Schritten nicht eingezeichnet, muss aber natürlich in der Praxis realisiert werden. Seite 1 von 3

5 Der invertierende Verstärker Der invertierende Verstärker verursacht bei einer Wechselspannung eine Phasenverschiebung von 180. Bei Gleichspannung wird die Ausgangsspannung invertiert. Bei folgender Schaltung lässt sich in einem Versuch das Verhalten bei Gleichspannung nachvollziehen. Um beim invertierenden Verstärker die Ausgangsspannung im Verhältnis zur Eingangsspannung ausrechnen zu können, wird zuerst der Verstärkungsfaktor (V) berechnet. Beim invertierenden Verstärker: V = R 2 /R 1 Die Formel zu Berechnung der Ausgangsspannung ist: U a = U e * V U e R 1 R 2 V U a 0,1V 1k 100k ,0V 0,5V 5k 100k 20 10,0V 0,7V 1k 10k 10 7,0V 1,0V 20k 100k 5 5V 1,2V 50k 500k 10 12,0V 1,5V 100k 100k 1 1,5V Der reale OP ist aus technischen Gründen nicht der Lage bis zur Versorgungsspannung zu verstärken. Seite 2 von 3

6 Der Nicht-Invertierende Verstärker Der nicht-invertierende Verstärker hat bei Wechselspannung eine Phasenverschiebung von 0 und bei Gleichspannung ein nicht-invertierendes Verhalten. Im Gegensatz zum invertierenden Verstärker kann der nicht-invertierende Verstärker keinen Verstärkungsfaktor von < 1 annehmen, da folgende Formel zur Berechnung des Verstärkungsfaktors gilt: V = ( R 2 /R 1 ) +1 Die Formel zur Berechnung der Ausgangsspannung ist wiederum die gleiche, da es sich um ein Verhältnis handelt. U e R 1 R 2 V U a 0,1V 1k 100k ,1V 0,5V 5k 100k 21 10,5V 0,7V 1k 10k 11 7,7V 1,0V 20k 100k 6 6V 1,2V 50k 500k 11 13,2V 1,5V 100k 100k 2 3V Der reale OP ist aus technischen Gründen nicht der Lage bis zur Versorgungsspannung zu verstärken. Seite 3 von 3

7 Wie funktioniert GSM-Ortung? Das Mobilfunknetz besteht aus vielen einzelnen Funkzellen (daher: Cellphone) Bienenwaben erstrecken sich über das ganze Land Das Handygerät verbindet sich mit einer nächstgelegener Funkzelle Der Provider kann feststellen welche Funkzelle das ist.

8 Die monostabile Kippstufe Der Strom fließt über den kleinsten Gesamtwiderstand R1(5 kilo Ohm) und schaltet somit den Transistor T2 durch. Der Strom fließt nun über den jetzt kleinsten Gesamtwiderstand R3(1 kilo Ohm) und über den durchgeschaltenen Transistor T2. Dies ist der stabile Zustand. Wenn nun der Schalter S1 betätigt wird, fließt kein Strom mehr zum Transistor T2 um ihn durchzuschalten. Stattdessen fließt nun kurzzeitig ein Strom über R3 und R4 (1 kilo Ohm + 6 kilo Ohm) und schaltet somit den Der Strom fließt nun direkt über R1 und T1 und bringt dabei Lampe L1 zum Leuchten. Gleichzeitig lädt sich der Kondensator C1 über R1 und R2 auf. Wenn der Kondensator C1 aufgeladen ist, entlädt er sich wieder und somit wird T2 wieder durchgeschalten. Der stabile Zustand ist wieder erreicht. Die Zeit in der der Strom über R1 und T1 direkt fließt, berechnet sich wie folgt: T = 0,7 * R2 * C1 (0,7 aufgrund der Transistoren Werte.) Vision-Ing21 Pirckheimer-Gymnasium Nürnberg in Kooperation mit Alcatel-Lucent

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