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Die Entwicklung eines einfachen Geräts zur Messung elektromagnetischer Strahlung für die Verwendung im Schulunterricht
Christian Dobrovits
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Mathematik UF Physik
Betreuer*in
Martin Hopf
DOI
10.25365/thesis.58195
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13410.13808.307971-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Thema dieser Arbeit ist das Bauen eines Strahlungsnachweisgeräts für Mikrowellen. Hierbei geht es gezielt um den Frequenzbereich, den Handys verwenden, also zwischen 900MHz und 2400MHz.
Es wurde erfolgreich ein entsprechendes Nachweisgerät aus einem Arduino, einem logarithmischen Detektor und weiteren kleineren Bauteilen (LEDs, Widerstände etc.) konstruiert. Es muss allerdings noch an der Haltbarkeit des Geräts gearbeitet werden.
Die Modularität des Geräts erlaubt es durch aufschrauben verschiedener Antennen unterschiedliche Frequenzbereiche zu detektieren. Es wurde daher die Grundlagen der Antennentechnik dargelegt und eine Bauanleitung geschrieben, um das Bemessen und Konstruieren eigener Antennen zu ermöglichen.
Der Programmcode für den Arduino ist variabel gehalten, sodass man je nach Pinbelegung des Prototypen alle Pins verändern kann, ohne das Programm umschreiben zu müssen, gleichzeitig finden sich aber auch alle grundlegenden Informationen über die verwendete Programmiersprache in der Arbeit wieder.
Die Arbeit beschäftigt sich außerdem mit einer selbst geplanten Unterrichtseinheit, die dieses Gerät verwenden soll. Eine entsprechende Stundenplanung wurde ausgearbeitet.
In den Unterrichtseinheiten, die in Schulen durchgeführt wurden, wurde das Nachweisgerät durch eine App substituiert, die für alle Android Smartphones frei erhältlich ist. Auch diese Stundenplanung findet sich in der Arbeit und wurde reflektiert. Die Durchführung fand mit zwei achten Schulstufen (Sekundarstufe 4) und zwei elften Schulstufen (Sekundarstufe 7) statt.
Die erstellten Arbeitsblätter sind im Anhang als Kopiervorlage zu finden.
Abstract
(Englisch)
The objective of the thesis was to build a detection device for elektromagnetic waves ranging from 900MHz to 2400MHz. The range fits the emitting profile of smartphones.
Such a device was successfully built, using an arduino, a logarithmic detector and smaller components (LEDs, resistors etc.). However there is still room for improvement in terms of durability.
The device is versatile and can may be adapted to many different frequencies, by using varying antennas. To support the reader in exploring different antenna lengths, instrucions are given on how to construct antennas for desired frequencies.
The arduino is running an a programm, developed by the author, which is designed to fit every prototype. It does so, by setting variables for every pin, so the pin assignment of replicated prototypes does not have to be exactly the ones given in this thesis and can be altered easily at the very top of the programm code. For further interested readers the author provided sufficent basics of programming to alter or completely rewrite the code.
The thesis contains plans for teaching units as well. One unit was developed specificly intending to use the built device, another unit employs the idea of using an app, available for android smartphones for free.
The later unit was conducted in two eigth forms (sec 4) and two eleventh forms (sec 7) and reflected upon.
Worksheets can be found in the appendix of the thesis.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
microwave radiation teaching school experiment device detection
Schlagwörter
(Deutsch)
Mikrowellen Strahlung Unterricht Schule Experiment Nachweisgerät
Autor*innen
Christian Dobrovits
Haupttitel (Deutsch)
Die Entwicklung eines einfachen Geräts zur Messung elektromagnetischer Strahlung für die Verwendung im Schulunterricht
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
XII, 97 Seiten, A-H Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Martin Hopf
Klassifikation
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik
AC Nummer
AC15557425
Utheses ID
51395
Studienkennzahl
UA | 190 | 406 | 412 |