Radiowellen: Kommunikation über Radio

  • Physik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • 3 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsheft, Lehrer-Begleitheft, Didaktik/Methodik, Ablaufplan
  • 2 Arbeitsmaterialien

In dieser Unterrichtseinheit untersuchen die Schülerinnen und Schüler, wie Radiowellen in Kommunikationssystemen verwendet werden und verstehen, wie diese im Rahmen eines CanSat Projekts eingesetzt werden können. Zuvor müssen sie allerdings die unterschiedlichen Arten und wichtigsten Eigenschaften von Radiowellen sowie deren Verortung im elektromagnetischen Spektrum begreifen.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

In den sechs Übungen dieser Lerneinheit erfahren die Lernenden, welche unterschiedlichen Arten von Radiowellen es gibt und welche unterschiedlichen Funktionen und Anwendungen diese haben. Die Schülerinnen und Schüler verstehen, wie Alltagsgeräte wie Smartphones, Router und Satelliten, mithilfe der Datenübertragung von Radiowellen, funktionieren. Zuvor wird in die wichtigsten Eigenschaften von Radiowellen sowie deren Verortung im elektromagnetischen Spektrum eingeführt. Um den Lernenden die Inhalte anschaulicher zu machen, wird im Rahmen eines einfach gehaltenen Projekts der praktische Ablauf dargestellt.

Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Radiowellen sind für die Funktion von vielen Alltagsgeräten notwendig. Sie sind ein Mittel, um Informationen übertragen zu können und zu verarbeiten. Diese Übungsreihe veranschaulicht den Lernenden, wie Radiowellen in Kommunikationssystemen verwendet werden. Als praktisches Beispiel dient hierfür das CanSat Projekt. Bei dem CanSat handelt es sich um einen "Satelliten" in der Größe einer Steckdose, der mehrere hundert Meter in die Luft geschossen wird und dann an einem Fallschirm zu Boden sinkt. Alle Daten, die für das wissenschaftliche Experiment notwendig sind, werden mittels Radiowellen von CanSat an die Bodenkontrollstation geschickt. Des Weiteren wird von den Schülerinnen und Schülern durch einen eigens geschriebenen Quelltext die Radiokommunikation erprobt und demonstriert.

  • Altersgruppe: 14 bis 20 Jahre
  • Unterrichtsfach: Naturwissenschaften (Physik, Elektronik, Technik)
  • Schwierigkeitsgrad: Mittel
  • Benötigte Zeit: 3 Unterrichtsstunden
Unterrichtsmaterial "Radiowellen" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler

  • erwerben Grundlagenwissen über Wellen und das elektromagnetische Spektrum.
  • verstehen, wie Modulation funktioniert und warum sie für die Übertragung von Informationen notwendig ist. 
  • verstehen die Zusammenhänge zwischen Frequenz, Wellenlänge und Funkwellenausbreitung. 
  • erlernen die für einen Kommunikationsprozess notwendigen Elemente zu identifizieren. 
  • sind in der Lage, zwischen unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen zu unterscheiden. 
  • programmieren ihre eigenen Radiomodule.
  • bauen eine eigene Antenne und empfangen mit ihrer Hilfe Informationen. 
Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.

In Kooperation mit

ESERO Germany

Dieses Material wird angeboten von ESERO Germany, dem European Space Education Resource Office in Deutschland. ESERO ist ein gemeinsames Projekt der European Space Agency (ESA) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).