Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik LK · Bluetooth-Signale 2025

Thema: Wellen: Ausbreitung und stehende Wellen · Aus der Prüfung LK · Bluetooth-Signale (2025)

Aufgabenstellung

Zur Untersuchung eines bestimmten Bluetooth-Signals wird eine Anordnung wie in Material 2 verwendet.

Material 2: Experiment zur Bestimmung der Wellenlänge

Um die Frequenz der vom Sender S ausgehenden Strahlung im Experiment zu überprüfen, wird der Sender auf eine etwa 1 m1\text{ m} entfernte, senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle stehende Metallplatte M gerichtet, an der die Welle reflektiert wird. Mit einem entlang der Ausbreitungsrichtung beweglichen Empfänger E zwischen Sender und Platte wird die Intensität an verschiedenen Orten gemessen (Abb. 1).

Abbildung 2 zeigt schematisch den Verlauf der relativen Intensität abhängig vom Ort des Empfängers, also seine Verschiebung um den Weg ss (in cm) längs der Ausbreitungsrichtung. Eine Intensitätsabnahme kann im gemessenen Bereich vernachlässigt werden.

a

Begründen Sie, dass es bei einer wie in Material 2 zu Abbildung 1 beschriebenen Anordnung zur Ausbildung einer stehenden Welle kommt. [3 BE]

b

Bestimmen Sie aus der Abbildung 2 die Frequenz des verwendeten Senders. [5 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik LK · Bluetooth-Signale 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Begründen Sie, dass es bei einer wie in Material 2 zu Abbildung 1 beschriebenen Anordnung zur Ausbildung einer stehenden Welle kommt.

Lösung: Vom Sender geht eine elektromagnetische Welle aus. Es kommt zu einer Reflexion an der Metallplatte. Durch die Überlagerung von hin- und rücklaufender (reflektierter) elektromagnetischer Welle kommt es zur Ausbildung einer stehenden elektromagnetischen Welle.

b Bestimmen Sie aus der Abbildung 2 die Wellenlänge des verwendeten Senders.

Lösung: 12,012{,}0 cm / 0,120{,}12 m

b Bestimmen Sie aus der Abbildung 2 die Frequenz des verwendeten Senders.

Lösung: 2,502{,}50 GHz / 2,50⋅1092{,}50\cdot 10^9 Hz

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