Informationsverarbeitung mit Licht - Glasfaserkabel, CD, DVD und Blu-ray

Informationsverarbeitung mit Licht

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

7. | 8. | 9. | 10. Klasse

5 - 9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Wer Musik, Fotos oder Filme unveränderbar speichern will oder diese im Handel erwirbt, wählt CDs, DVDs oder Blu-ray-Discs als Medium. Um schnelles Internet zu ermöglichen, wurden die meisten Telekommunikationsnetze auf Glasfaserkabel umgerüstet. Glasfaserkabel und die genannten Datenträger haben eine Gemeinsamkeit: Daten werden mithilfe von Licht verarbeitet. In dieser Einheit werden die Grundlagen zur Verarbeitung von Daten vermittelt, mithilfe von Experimenten vertieft und ein Hinterfragen der Funktionsweise technischer Alltagsgegenstände angeregt.
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Kompetenzen

Klassenstufe:7–10
Dauer:9 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Die Schüler 1. beschreiben Lichtwellen als optisches Phänomen; 2. beschreiben die Funktionsweise eines Lasers; 3. erforschen die Funktionsweise optisch digitaler Datenträger; 4. identifizieren und unterscheiden optische Datenträger; 5. beschreiben die Übertragung von Daten mit Licht; 6. beschreiben die Funktionsweise von Glasfaserkabeln; 7. planen Versuche; 8. erstellen Versuchsprotokolle
Thematische Bereiche:Optik, Lichtwellen, Laser, Elektrotechnik, CD-, DVD- und Blu-ray-Medien und -Laufwerke, Glasfaserkabel

Inhaltsangabe

Ab = Arbeitsblatt, Fo = Folie, LEK = Lernerfolgskontrolle, SV = Schülerversuch

1. Stunde

Thema:Licht
M 1 (Ab)Was ist Licht und wie wird es erzeugt?
M 1a (Fo)Lichtquellen

2. Stunde

Thema:Daten und Datenspeicherung
M 2 (Ab)Wie werden Informationen gespeichert?
M 2a (Ab)Die Entwicklung der Speicherung von Sprache und Musik
Hausaufgabe:Zu Hause nachfragen, ob eine ausgediente CD, DVD oder Blu-ray mitgebracht werden kann.

3.–4. Stunde

Thema:Optische Datenspeicher
M 3 (Ab/SV)Optische Datenträger – CD, DVD und Blu-ray
M 3a (Fo)CD, DVD und Blu-ray unterscheiden
M 3b (Fo)Laufwerke für optische Datenträger
Benötigt:
  • ausgediente CDs, DVDs oder Blu-ray-Discs
  • Mikroskop
Hausaufgabe:Zu Hause nachfragen, ob eine Taschenlampe mitgebracht werden kann.

5. Stunde

Thema:Informationsübertragung mit Licht – Morsealphabet
M 4 (Ab/SV)Mit Licht Informationen übertragen
M°4a (Ab/Fo)Das Morsealphabet und der Binärcode
Benötigt:
  • Taschenlampen
  • Kopien von M 4a für die Schüler
  • Papier und Bleistift

6.–8. Stunde

Thema:Lichtleiter
M 5 (Ab)Glasfaserkabel
Hausaufgabe:Zu Hause nachfragen, ob ein Blumentopf, ein leerer Milchkarton oder eine nicht mehr benötigte undurchsichtige Plastikflasche mitgebracht werden kann.
M 6 (Ab/SV)Fließendes Licht
Benötigt:
  • Wasser
  • undurchsichtiges Gefäß mit Loch (Blumentopf o.Ä.)
  • Taschenlampe oder Laserpointer
  • Schere, Klebstoff, Klebeband

9. Stunde

Thema:Lernerfolgskontrolle
M 7 (LEK)Teste dich selbst! – Was weißt du über Licht, CDs, DVDs und Glasfaserkabel?

Minimalplan (5 Stunden)

Ihnen steht wenig Zeit zur Verfügung oder Ihnen fehlen die Materialien für die Versuche aus M 3 und M 6? Diese Unterrichtsreihe kann in 5 Stunden unterrichtet werden. Führen Sie M 1 und M 2 in den ersten beiden Stunden normal durch. Führen Sie M 3 in der dritten Stunde durch und lassen Sie den Schülerversuch weg, dann M 5 in der vierten Stunde und geben Sie jeweils die Rechercheaufgaben als Hausaufgabe auf.

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