Mikrowellen aus dem All - Die Erde im Radar

Veröffentlicht am 24.08.2016
  • Physik
  • Sekundarstufe II
  • Arbeitsblatt interaktiv
  • 2 Arbeitsmaterialien

In der modernen Beobachtung der Erdoberfläche und ihrer Veränderungsdynamik sind Radarsysteme von entscheidender Bedeutung. Sie erlauben es, großflächige Oberflächenstrukturen selektiv zu erfassen und zu klassifizieren. Mithilfe von Radarfernerkundung können Veränderungen beispielsweise von Vegetationsverteilungen oder Gletschern detektiert werden.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Mithilfe ausgewählter Radarbilder erhalten die Schülerinnen und Schüler einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Veränderungsdynamiken an der Erdoberfläche. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu dem Thema Radarfernerkundung sowie grundlegendem Wissen über Eigenschaften von Mikrowellen ergänzt.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtseinheit vermittelt grundlegendes Wissen zu Radarsystemen und zeigt auf, wie man mit Fernerkundungsmethoden Oberflächenstrukturen und -veränderungen detektieren kann. Die Bereiche des elektromagnetischen Spektrums unterscheiden sich durch ihre Frequenzen und Wellenlängen. Infrarotwellen haben zum Beispiel eine tausendfach kleinere Wellenlänge als Mikrowellen. Die unterschiedliche Beschaffenheit des Geländes übt einen großen Einfluss auf die Radarbilder aus. Heutige Radarsysteme besitzen die Fähigkeit, verschiedene Arten von Mikrowellen auszusenden, die sich in ihrer Wellenlänge und Polarisation erheblich unterscheiden. So haben "kleine" Mikrowellen eine Wellenlänge von 0,2 mm, "große" Mikrowellen hingegen eine von 20 cm. Wellenlänge und Polarisation bestimmen die Eindringtiefe in das beobachtete Gelände.

Zielsetzung

Das Ziel der Unterrichtseinheit "Radar" ist das Verständnis grundlegender Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und ihrer Anwendungsmöglichkeiten in Radarfernerkundungssystemen. Ferner schult die Unterrichtseinheit den Umgang mit abstrakten Darstellungen (Satellitenbilder) von bekannten Landschaftseinheiten. 

Zusammenarbeit mit der Universität Bonn

Die Unterrichtseinheit entstand im Rahmen des Projekts Fernerkundung in Schulen (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. FIS wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50EE0932 gefördert.

  • Inhalte und Einsatz im Unterricht
    Hier erhalten Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung. Die Abbildungen veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zu den Themenfeldern "Mikrowellen" und "Radarfernerkundung".
Materialien

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen grundlegende Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen und Radarfernerkundsystemen kennen.
  • analysieren die Veränderungsdynamik im Braunkohle-Abbau.
  • bekommen ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Landoberfläche, Rückstreuung und Radarfernerkundungssystemen.

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Avatar Autorenteam "Mikrowellen"

Dr. Andreas Rienow ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Fernerkundung am Geographischen Institut der Universität Bonn.

Dr. Johannes Schultz ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Geographischen Institut der Universität Bonn.

Henryk Hodam studierte Geographie an der Universität Göttingen und arbeitet zurzeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt "Fernerkundung in Schulen".

Floreana Miesen ist studentische Hilfskraft am Geographischen Institut der Universität Bonn.

weitere Beiträge des Autors

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

Fernerkundung in Schulen

Ein Beitrag des Projektes Fernerkundung in Schulen (FIS).

Ergänzende Unterrichtseinheiten