Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik GK · Terahertz-Strahlung 2026

Thema: Wellen: Ausbreitung und stehende Wellen · Aus der Prüfung GK · Terahertz-Strahlung (2026)

Aufgabenstellung

Material 2: „Passive“ Körperscanner bei Überwachungsanlagen

Jeder Mensch sendet nicht nur Wärmestrahlung, sondern auch elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Bereich aus. „Passive“ Scanner erfassen bei Sicherheitskontrollen nur die Terahertz-Strahlung, die der menschliche Körper von Natur aus abgibt. Im Achsel- und Leistenbereich des menschlichen Körpers ist die Abstrahlung etwas intensiver als im Brust- und Bauchbereich.

Abbildung 2 zeigt, dass bei einem passiven Scanner das Bildverarbeitungssystem aufgrund der gemessenen Strahlung ein schemenhaftes Abbild im Vergleich zur Aufnahme mit einer herkömmlichen Kamera erstellt. Im schemenhaften Bild bedeuten die unterschiedlichen Grautöne innerhalb der erfassten Körperbereiche eine unterschiedliche Intensität der vom Scanner erfassten Terahertz-Strahlung. Diese wird von Materialien unterschiedlich abgeschirmt (siehe Tab. 1), sodass bei einer Kontrolle verborgene Gegenstände entdeckt werden können.

Tab. 1: Abschirmung von Terahertz-Strahlung Material · Anteil der abgeschirmten Strahlung

Baumwolle, Textilien · < 3 %

Plastik · 5 % - 10 %

Flüssigkeiten · 90 - 100 %

Metall · nahe 100 %

2 In Körperscannern wird die Terahertz-Strahlung von Detektoren erfasst und an ein Bildverarbeitungssystem weitergeleitet, in dem sie in visuelle Informationen umgewandelt wird.

Erläutern Sie anhand von Material 2, unter Bezug auf Tabelle 1, das Auftreten der unterschiedlichen Grautöne bei der rechten Aufnahme in Abbildung 2. Berücksichtigen Sie hierbei auch die verborgenen Gegenstände in Abbildung 2.

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik GK · Terahertz-Strahlung 2026

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Erläutern Sie anhand von Material 2, unter Bezug auf Tabelle 1, das Auftreten der unterschiedlichen Grautöne bei der rechten Aufnahme in Abbildung 2. Berücksichtigen Sie hierbei auch die verborgenen Gegenstände in Abbildung 2.

Lösung: Das Bildverarbeitungssystem stellt Bereiche des menschlichen Körpers, die nur mit Kleidungsstücken oder gar nicht (z. B. Hals) bedeckt sind, in einem sehr hellen Grauton dar, weil viel von der vom menschlichen Körper ausgesandten Terahertz-Strahlung vom Körperscanner empfangen wird. Das Hemd und die Hose lassen gemäß Tabelle 1 die Terahertz-Wellen nahezu ungehindert passieren (< 3 % Abschirmung), weshalb entsprechende Bereiche auf der Aufnahme hell erscheinen. Der obere Brustbereich und mittlere Bauchbereich werden in der Aufnahme in einem dunkleren Grauton dargestellt. Es wird also weniger Strahlung detektiert, weil entweder von diesen Körperbereichen weniger Terahertz-Strahlung als vom Achsel- und Leistenbereich emittiert wird oder weil eine mögliche Körperbehaarung die Strahlung absorbiert. Befinden sich jedoch zwischen dem menschlichen Körper und dem Detektor reflektierende oder absorbierende Gegenstände, wie z. B. ein Schlüsselbund in der Hosentasche oder ein versteckter Gegenstand unter dem Hosenbein, so kommt von diesen Bereichen weniger Terahertz-Strahlung beim Detektor an (Metalle schirmen nahezu 100 % ab, Flüssigkeiten 90–100 %). Die entsprechenden Stellen erscheinen auf der Aufnahme als dunkle Flecken.

Die ausführliche Erklärung Schritt für Schritt (mit KI) gibt es mit Premium. Premium

Löse sie direkt hier: automatische Korrektur, Hinweise und Lösung Schritt für Schritt.

‹ Aufgabe 1 · GK · Terahertz-Strahlung 2026 · Aufgabe 4 · GK · Terahertz-Strahlung 2026 ›

Mehr Aufgaben zu Wellen: Ausbreitung und stehende Wellen