Entwirf einen schwer erkennbaren Gegenstand

Ablauf der Lektion

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   Schritt 1: Vorbereitung

   Drucke für jede*n Schüler*in einen Satz Arbeitsblätter aus.

   Begriffe

   Mimese – Eine Tarntechnik, bei der ein Tier wie etwas aussieht, das für Beobachtende uninteressant ist.

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   Schritt 2: Einführung

   Besprich mit der Klasse einige Beispiele für Tarnung. Frage die Schüler*innen, welche Merkmale Tiere gemeinsam haben, die sich gut tarnen können.

   Tiere nutzen verschiedene Techniken, um mit ihrer Umgebung zu verschmelzen, etwa Mimese, ähnliche Muster oder eine an die Umgebung angepasste Farbe. Das Ziel ist immer dasselbe: unbemerkt bleiben.

   Eine Möglichkeit, Flugzeuge aufzuspüren, ist Radar. Radar nutzt Radiowellen zur Erkennung und Entfernungsmessung. Ein Radargerät sendet Radiowellenimpulse aus. Treffen sie auf einen Gegenstand, werden sie zu einer Antenne zurückgeworfen. Die Antenne empfängt die zurückgeworfenen Wellen. So kann das Flugzeug erkannt werden.

   Die Form eines Flugzeugs hat großen Einfluss darauf, wie leicht es mit Radar zu erkennen ist. Flugzeuge mit abgerundeten Formen sind zum Beispiel leichter zu erkennen als Flugzeuge mit scharfen, geraden Kanten. Das liegt daran, wie Radiowellen von ihren Oberflächen zurückgeworfen werden.

   Auch das Material, aus dem ein Flugzeug besteht, spielt eine Rolle. Licht und Radiowellen gehören beide zum elektromagnetischen Spektrum. Wie die Oberfläche eines Materials auf elektromagnetische Strahlung reagiert, hängt von der Wellenlänge ab. Manche Materialien werfen mehr Strahlung zurück, während andere sie besser absorbieren. Das beeinflusst, wie leicht sie zu erkennen sind.

   Der Abstandssensor von Ari misst Entfernungen anhand der Laufzeit. Der Sensor sendet einen Lichtstrahl aus. Sobald das Licht auf eine Oberfläche trifft, wird es zu Ari zurückgeworfen.

   Ari berechnet die Entfernung anhand der Zeit, die das Licht für den Weg zum Gegenstand und zurück zu Ari benötigt. Je länger das dauert, desto weiter ist der Gegenstand entfernt.

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   Aktivität 1

   Schritt 3: Aktivität 1 – Materialien zum Testen sammeln

   Bei dieser Aktivität sammeln die Schüler*innen verschiedene Materialien, um zu untersuchen, wie gut der Laufzeitsensor von Ari bei den jeweiligen Oberflächen funktioniert.

   Teile die Schüler*innen in Gruppen ein und gib jeder Gruppe einen Ari.

   Lass die Schüler*innen Gegenstände suchen, die sich in Farbe, Glanz, Form und Material unterscheiden. Wählt möglichst Materialien mit gegensätzlichen Eigenschaften: hell und dunkel, matt und glänzend, rund und flach und so weiter.

   Lass die Schüler*innen die Materialien und ihre Eigenschaften auf ihrem Arbeitsblatt notieren, sobald sie ihre Gegenstände gesammelt haben.

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   Aktivität 2

   Schritt 4: Aktivität 2 – Materialien testen und Messdaten auswerten

   Bei der zweiten Aktivität testen die Schüler*innen, wie gut der Laufzeitsensor von Ari mit den einzelnen Materialien funktioniert.

   Lege ein Lineal auf eine ebene Fläche und stelle Ari 20 cm vom Nullpunkt entfernt auf. Öffne die Distance-app von Ari und prüfe, ob die gemessene Entfernung 20 cm beträgt.

   Ersetze den Referenzgegenstand durch einen Gegenstand, den du testen möchtest, am Nullpunkt des Lineals. Notiere, welche Entfernung Ari anzeigt und wie stabil der Messwert ist. Berechne die Schwankung als höchste minus niedrigste angezeigte Entfernung, während Ari und der Gegenstand stillstehen. Die Stabilität ist hoch bei weniger als 0,5 cm Schwankung, mittel bei 0,5–1 cm (einschließlich der Grenzwerte) und niedrig bei mehr als 1 cm.

   Wiederhole Schritt 3 mit den übrigen Gegenständen.

   Werte die Daten aus, nachdem du alle Gegenstände getestet hast. Welche Eigenschaften scheinen Gegenstände, die Licht reflektieren, gemeinsam zu haben?

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   Abschluss

   Schritt 5: Abschlusszettel

   Lass die Schüler*innen ihren Abschlusszettel ausfüllen und abgeben. Er befindet sich auf der letzten Seite des Arbeitsblatts.