total phänomenal Strahlen schaffen Durchblick

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1 total phänomenal Strahlen schaffen Durchblick AB1: Damals war noch nicht bekannt, wie gefährlich solche Aufnahmen sind. Man war fasziniert von der außergewöhnlichen Art der Bilder und hat mit den Aufnahmen herumexperimentiert. Heute kennt man die Gefahr und geht sehr sorgsam mit Röntgenstrahlen um. AB1: 2. Röntgenstrahlen verändern und zerstören die Struktur unserer Zellen. AB1: 3. Aufnahmen werden nur von dem kranken Körperteil gemacht. Die Körperteile, die nicht betroffen sind, werden durch eine Bleischürze abgedeckt. Schwangere Frauen dürfen nicht geröntgt werden. Der Arzt verlässt bei jeder Aufnahme den Behandlungsraum. AB1: 4. Die Computertomographie liefert Bilder in Form von einzelnen Körperschichten, es wird praktisch eine Queraufnahme unseres Körpers präsentiert. AB1: 5. z.b. Knochenbruch, Karies in der Zahnwurzel, Gallensteine etc. AB1: 6. Sicherheitsscanner am Flughafen, Röntgenapparat, Computertomographie, Mammographie etc. AB2: Skizze: Beschleunigungsspannung, 2. Kühlkopf, 3. Kupfer-Anode, 4. Röntgenstrahlung, 5. Heizspannung Lückentext: Röntgenröhre; Glühkathode; hohe; kinetische Energie; Wärme Schulfernsehen multimedial

2 total phänomenal Herr Jonas taucht ab AB1: Herr Jonas (Taucherbrille ermöglicht das scharfe Sehen im Wasser, da seine Augen an das Sehen in der Luft angepasst sind; Gasflaschen ermöglichen die Atmung unter Wasser, da seine Lungen ab einer bestimmten Wassertiefe so stark zusammengepresst werden, dass er keine normale Luft zum Beispiel über einen Schnorchel einatmen kann, sondern auf Pressluft aus Gasflaschen angewiesen ist; Flossen, da ihm die Flossen der Fische fehlen), Wale, Fische und Wasserspinnen (die Linse des Auges ist an die Brechung des Lichts im Wasser angepasst; Atmung ist möglich durch Kiemen (Fische) und einen inneren bzw. äußeren Luftvorrat (Wal und Wasserspinne); Flossen (Fische und Wal)) AB2: Volumen des Quaders in Abb. 1: 24 cm3; Oberfläche des Quaders in Abb. 1: 52 cm2 Summe der Volumina der Quader in Abb.2: 24 cm3, Summe der Oberflächen der Quader in Abb.2: 88 cm2. Man erkennt, dass sich bei gleich bleibendem Volumen der Quader aus Abb. 1 und 2, die Oberfläche sehr stark vergrößert hat. AB2: 2. Je größer die Oberfläche der Kiemen, desto größer ist der Stoffaustausch über die Oberfläche der Kiemen. AB2: 3. Weitere Beispiele: Darmzotten vergrößern die innere Oberfläche des Darms und erhöhen somit den Übertritt von Nährstoffen, Vitaminen, Mineralstoffen und Wasser aus dem Darm in die Blutgefäße. Vergleich der fotosynthetisch aktiven Flächen bei der Buche in gemäßigten Zonen und dem Kaktus in der Wüste. AB3: Das Wasser strömt in den Mund ein und aus der Kiemenspalte wieder aus. AB3: 2 und 3. Durch das einander entgegen gesetzte Vorbeifließen von Blut und umgebendem Wasser, nur getrennt durch eine dünne Wand in den Kiemen der Fische, kommt es zum Stoffaustausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid entlang des Konzentrationsgradienten. Durch den entgegengesetzten Fluss kommt es über die Kürze der Diffusionsstrecke nicht zum Konzentrationsausgleich. AB3: 4. Die dünnen Wände der Kiemen erleichtern den Übertritt von Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff. Die immense Zahl an Kiemenblättchen erhöht die Oberfläche der Kiemen und damit den Durchtritt der Atemgase. Durch den entgegengesetzten Strom von Wasser und Blutgefäßen (Gegenstromprinzip) kommt es zum Übertritt der Atemgase Schulfernsehen multimedial

3 total phänomenal Strom aus Strömung Station 1: Lückentext: Primärenergie Kohle, Holz, Erdöl, Erdgas, Sonnenlicht, Wind, hochgehobenes Wasser Sekundärenergie Koks, Brikett, Benzin, Diesel, Heizöl und elektrischer Strom Wärmekraftwerken, Fahrzeugen, Heizung, Industrie Kohlenstoffdioxid (CO2) Pflanzen Photosynthese Treibhauseffekt Erdatmosphäre Wärmestrahlung nur teilweise zurückreflektieren innerhalb der Erdatmosphäre bleibt erhöht Die Folgen des Treibhauseffektes sind: Ausdehnung der Trockenzonen; Waldsterben, Eis an den Polkappen und Gletschern schmilzt, es kommt zu Stürmen und Hochwasser. Wir können die Zunahme des Kohlenstoffdioxidgehalts jedoch durch folgende Maßnahmen begrenzen: sparsamer Umgang mit Energie Wechsel der Energieformen von fossilen Energieträgern zu erneuerbaren Energien Station 2: Nr. 2: Der Wirkungsgrad wird durch die Rotoren bestimmt: maximal theoretisch 59,3 Prozent, Generator bis 98 Prozent Nr. 3: Leistung: bis zu 2,5MW. Nr. 4: Vorteile: umweltfreundlich; Nachteile: wetterabhängig; riesige Fundamente Nr. 5: In Norddeutschland an der Küste findet man viele Windräder, da dort starke stetige Winde vorkommen. Nr. 6: Sonnenenergie; Wind wird erzeugt durch unterschiedliche Temperaturen in verschiedenen Gebieten der Erde -> Energie der bewegten Luft -> Bewegungsenergie des sich drehenden Rotors, treibt Generator an -> elektrische Energie Nr. 7: Südwind, Enercon, Nordwind, Fuhrländer Station 3: Standort mit Begründung: im Gebirge, die potentielle Energie des Wassers, das heißt, der Höhenunterschied wird ausgenutzt Name eines Speicherkraftwerks mit Angabe des Höhenunterschieds: Beim Tauernkraftwerk Kaprun beträgt der Höhenunterschied 850 Meter Schulfernsehen multimedial

4 Vorteile: Die potentielle Energie des Wassers im Staubecken kann bei einem Bedarf kurzfristig in elektrische Energie umgewandelt und ins Netz eingespeist werden. umweltfreundlich Wirkungsgrad der Turbine: Moderne bis 97 Prozent; Als Pumpenspeicherkraftwerk etwa 75 Prozent (Pumpen und wieder zurückwandeln in Strom) Eingesetzte Turbinenart mit Beschreibung: Bei solch einem hohem Gefälle verwendet man die Freistrahl- oder Peltonturbine. Die Schaufeln sind geteilt, Wasser kann an den Seiten der Schaufeln ungehindert abspritzen. Energieumwandlung: Die potentielle Energie des Wassers wird in Bewegungsenergie umgewandelt. Das Wasser, das mit sehr großer Geschwindigkeit durch die Rohrleitungen fließt, wird auf die besonders geformten Schaufeln der Turbine geleitet und dabei auf nahezu Null abgebremst. Die Turbinen treiben elektrische Generatoren an, in denen die mechanische Energie in elektrische umgewandelt wird. Peltonturbine: Durchmesser ca. 2,7 Meter (im Film) Geteilte Schaufeln Station 4: deutsch-britisches Pilotprojekt, das zur Stromgewinnung die Gezeiten-Strömung ausnutzt 2. Bristol Channel vor der Küste Cornwalls 3. Windkraftanlage unter Wasser, die die Gezeiten-Strömung des Wasser und den Tidenhub nutzt um elektrische Energie zu erzeugen 4. umweltfreundlich, Wetterunabhängig, Gezeiten-Strömung ist vorhersagbar stören das Landschaftsbild nicht geräuschlos und verursachen daher weniger Konflikte bei der Standortwahl 5. abhängig von Tiefe des Meeresgrunds, ein Rotor mit einem größeren Durchmesser oder zwei an einem Querbalken befindliche kleinere Rotoren (ca. 10 Meter Durchmesser), Pilotanlage hatte Rotor mit Durchmesser 15 Meter 6. entlang der britischen, französischen, portugiesischen und spanischen Küste 7. mögliche Gefährdung von Walen und Robben, wird noch geprüft 8. 5 bis 10 Cent je Kilowattstunde Kilowatt 10. 1,2 Megawatt Station 5: Standort mit Begründung: an einem Fluss, wenn der Höhenunterschied 3 bis 5 Meter beträgt; die Turbine wird durch das hindurchfließende Wasser ständig angetrieben und erzeugt so laufend elektrische Energie. Ist sie nicht in Betrieb, läuft das Wasser ungenutzt über das Wehr. Schulfernsehen multimedial

5 Vorteile: umweltfreundlich liefert ständig Energie (nicht bei Niedrigwasser, dann nur eingeschränkt) kann abgestellt werden, wenn kein Bedarf vorhanden Wirkungsgrad: ca. 95 Prozent Eingesetzte Turbinenart mit Beschreibung: Bei kleinem Gefälle verwendet man die Kaplanturbine. Das Wasser wird auf die Schaufeln des Laufrades geleitet. Die Achse der Turbine kann vertikal oder horizontal angeordnet sein. Vorgängermodelle mit Funktionsbeschreibung: Unterschlächtiges Wasserrad: Wasser strömt unter dem Rad hindurch gegen die Schaufeln eines Wasserrades, die Bewegungsenergie wird genutzt Oberschlächtiges Wasserrad: Wasser strömt von oben auf die Schaufeln/Kammern eines Wasserrades und drückt diese nach unten, die Lageenergie des Wassers wird augenutzt Schulfernsehen multimedial

6 total phänomenal Superaugen Arbeitsblatt 1: 2 Regenwurm -> C Lichtsinneszellen 4 Meerohr -> A Grubenauge 1 Nautilus -> D Blasenauge 3 Mensch -> B Linsenauge 2. Die Lichtsinneszellen befähigen den Regenwurm zwischen Licht und Dunkelheit zu unterscheiden. Dies ist lebenswichtig für den Regenwurm, bedeutet doch Licht, dass er sehenden Räubern schutzlos ausgeliefert ist und Gefahr läuft, auszutrocknen. Er kann allerdings kein Bild sehen. Das Grubenauge des Meerohrs, einer marinen Schneckenart, erlaubt kein scharfes Bild, erlaubt aber bereits Richtungssehen durch den Schattenwurf, je nach Winkel der Lichteinstrahlung. Mit Hilfe des Blasenauges kann der Nautilus bereits ein scharfes Bild sehen. Die Bildschärfe ist abhängig von der Größe der Sehöffnung. Je kleiner die Sehöffnung, desto schärfer das Bild, aber auch desto lichtschwächer. Das Linsenauge löst das Problem der Bildhelligkeit bei gleichzeitiger Bildschärfe. Mit Hilfe der Linse kann das einfallende Licht gebündelt werden, so dass die Sehöffnung größer sein darf. So ist ein Tier mit einem Linsenauge im Vorteil, sieht es doch ein scharfes Bild und kann die Linse in bestimmten Rahmen in der Dicke verändern (akkomodieren) und so auch über verschiedene Distanzen scharf sehen. 3. Bereits der Besitz von Lichtsinneszellen bietet einen gewissen Überlebensvorteil. So erlaubt die Fähigkeit zur Unterscheidung zwischen Hell und Dunkel beispielsweise das aktive Aufsuchen schutzbietender Höhlen. Eine zufällige Eindellung der Haut, in der mehrere Lichtsinneszellen angeordnet sind, erlaubt Richtungssehen. Möglicherweise vorteilhaft daran war, dass die Richtung des Herannahens von Fressfeinden bemerkt werden konnte oder Hindernisse frühzeitig entdeckt werden konnten. Schließt sich die Eindellung in der Haut, so bündelt die verbleibende Öffnung nach dem Prinzip der Lochkamera die einfallenden Lichtstrahlen. Hierdurch wird Bildsehen möglich. Jetzt kann die Umwelt beurteilt werden, Beute leichter gemacht und Feinden leichter entkommen werden. Das zufällige Vorhandensein von Lichtsinneszellen als Umwandlung anderer Zellen (Variabilität) bewirkte also einen Überlebensvorteil. Dieser Überlebensvorteil führte in mehr oder weniger starkem Maße dazu, dass diese Individuen, die im Besitz solcher Lichtsinneszellen waren, mehr Nachkommen zeugen konnten. Arbeitsblatt 2: Man sieht das Bild des Gegenstandes auf dem Kopf. Das Butterbrotpapier im Modell entspricht unserer Netzhaut. Auch dort entstehen Bilder, die auf dem Kopf stehen. Dass wir sie als richtig herum wahrnehmen, verdanken wir der Rechenleistung unseres Gehirns. 2. / 3. Das Bild wird auch bei Annäherung an das Objekt nicht unscharf. Lediglich der Bildausschnitt wird kleiner. Die Größe des mit der Nadel in die Aluminiumfolie gestochenen Loches bestimmt die Bildschärfe. Je kleiner das Loch ist, desto schärfer ist das Bild, da die Lichtstrahlen besser gebündelt werden können und somit die Bildpunkte nicht zu weit streuen. 4. Butterbrotpapier (Leinwand) Netzhaut Loch in der Aluminiumfolie Öffnung des Blasenauges Schulfernsehen multimedial

7 Inneres des Schuhkartons Inneres des Blasenauges. Das Bild, das auf unsere Netzhaut fällt, wird als Erregung der Lichtsinneszellen über den Sehnerv ins Gehirn geleitet und dort verarbeitet. Deshalb sehen wir das Bild aufrecht, während das Bild auf der Leinwand der Lochkamera auf dem Kopf steht. Arbeitsblatt 3: Die Bilder verschmelzen und sind nicht mehr als Einzelbilder erkennbar. 2. a. Auffällig ist, dass der Frosch ein nur sehr geringes Auflösungsvermögen besitzt, Insekten wie Bienen und Fliegen aber ein sehr hohes. 2 b. Ein Frosch würde das Daumenkino wahrscheinlich nicht als Film wahrnehmen können. Wahrscheinlich würde für ihn ein großer Teil des Films fehlen. Kaum hat er das eine Bild wahrgenommen, ist das Daumenkino schon abgelaufen. Die Biene hingegen könnte wahrscheinlich jedes einzelne Bild erkennen und würde den Film wie einen Diavortrag wahrnehmen. 2 c. Die Kröte nimmt sich langsam bewegende Objekte als bewegt dar. Bewegen Objekte sich zu schnell, so kann die Kröte die Bewegung nicht verfolgen. Sie ist also schnellen Räubern unterlegen. Die Biene, beziehungsweise die Fliege, kann auch auf Bewegungen reagieren, die uns sehr schnell erscheinen, wie eine Fliegenklatsche. Sie kann somit Räubern oder Feinden entkommen. Schulfernsehen multimedial