So funktioniert’s!

 

Wie passen ganze Bibliotheken auf euren E-Book-Reader? Woher weiß das GPS in eurem Handy, wo ihr euch gerade befindet? Was verwandelt die digitalen Dateien eurer MP3-Player in Musik? Und wie erzeugt ihr mithilfe eines Dynamos Strom? Auf den folgenden Seiten erfahrt ihr es.

Denkzettel: Zinsberechnung einfach gemacht

Ein kleiner Trick, wie die Zinsberechnung leichter fällt.

 

 

 

Denkzettel: Zahlenabfolgen merken

Ein einfacher Trick, mit dem ihr lange Zahlenabfolgen so schnell nicht wieder vergesst.

 

 

 

Eselsbrücke: Kugeloberfläche berechnen

Eine kleine Mnemotechnik zum Einprägen der Formel zum Berechnen der Kugeloberfläche.

 

 

 

Denkzettel: Die Basenpaarung der DNA

Ein einfacher Denkzettel, damit ihr die Basenpaare der DNA nie mehr verwechselt oder vergesst.

 

 

Eselsbrücke: Die 5 Phasen der Mitose

Eine kleine Mnemotechnik zum Einprägen der 5 Phasen der Mitose.

 

 

 

Denkzettel: Celcius in Fahrenheit umrechnen

Ein einfacher Trick, um die Gradeinheiten umzurechnen.

 

 

 

Eselsbrücke: Die acht einfachen Zucker

Eine kleine Memotechnik zum Einprägen der acht einfachen Zucker.

 

 

 

Eselsbrücke: Fettlösliche Vitamine

Eine kleine Mnemotechnik zum Einprägen der fettlöslichen Vitamine.

 

 

 

Denkzettel: Klammern ausmultiplizieren

So multiplizierst du Klammern richtig aus.

Eselsbrücke: Farben der Magnetischen Pole merken

Eine kleine Mnemotechnik zu den Farben der Magnetischen Pole.

 

 

 

Denkzettel: Große Zahlen durch 5 teilen

Kleine Zahlen durch 5 teilen kann jeder. Klick aufs Bild, und ihr versteht, wie's mit großen Zahlen ganz leicht funktioniert.

 

 

 

Eselsbrücke: Kugelvolumen berechnen

Eine kleine Mnemotechnik zum Einprägen der Formel zum Berechnen des Kugelvolumens.

 

 

 

Denkzettel: Wie merkt man sich ein sicheres Passwort?

123456, password oder welcome? Dies sind nur drei Beispiele aus der Hitliste der unsichersten Passwörter. Sicherer wird's mit klick auf das Bild.

 

 

 

Wie funktioniert ein E-Book?

Für E-Books braucht ihr einen E-Reader.
Ein Buch bleibt, was es ist – wenn es gedruckt ist. Schließlich könnt ihr nicht einfach den Inhalt eines Buches löschen und neuen einfügen. Bei einem E-Reader hingegen geht das. Mit ihm könnt ihr ein E-Book lesen. Der E-Reader ist also die Hardware, das E-Book der Inhalt, die digitale Datei.

Wie der E-Reader funktioniert.
Die Buchstaben eines normalen Buches werden mit Druckfarben auf das Papier gedruckt. Auch im E-Reader gibt es eine Art Tinte: Der Bildschirm besteht aus „elektronischem Papier“, das mit „elektronischer Tinte“ (E-Ink) beschrieben wird.

Zwei aneinander gepresste Folien mit einer wabenartigen Struktur bilden das „elektronische Papier“. Jede der Waben stellt ein Pixel dar. In den Waben schwimmen winzige schwarze und weiße Pigmentkugeln in einer öligen Flüssigkeit. Mit elektrischer Spannung werden entweder die schwarzen oder die weißen Kugeln nach oben gesteuert. So lassen sich Buchstaben und Bilder formen.

Diese Technik bietet zahlreiche Vorteile gegenüber LCD-Bildschirmen: Der Kontrast ist höher, ähnlich wie der bei normalem Papier. Der Bildschirm flimmert nicht, und das Buchstabenbild sieht aus jedem Blickwinkel gleich aus.

Weiterer Vorteil: Energie wird nur verbraucht, wenn ihr die Seite umblättert. Daher bleiben die Akkus in E-Book-Readern lange geladen. Eine Akkuladung beim Sony PRS-T3 reicht zum Beispiel für knapp 29.000 Seiten aus.

So kommen die Bücher in den Reader.
E-Reader können ganze Bibliotheken speichern. Bis zu 1.100 E-Books kann zum Beispiel Amazons Kindle Paperwhite aufnehmen. Sony gibt die Speicherkapazität seines Readers mit rund 1.200 E-Books an. Wenn ihr zusätzliche Speicherkarten einsteckt, könnt ihr das Fassungsvermögen noch erheblich erweitern.

Doch bevor es so weit ist, müsst ihr die Bücher erst einmal aufs Lesegerät laden. Beim Sony PRS-T3 könnt ihr die Bücher via USB-Kabel und PC/Mac oder via Wi-Fi aus dem Internet herunterladen. Kindle ermöglicht über die Kindle-App den Zugriff auf E-Books auch von Tablets oder Smartphones aus. Allerdings gilt das nur für E-Books, die von Amazon zum Kauf angeboten werden.

Umblättern auf Tastendruck oder via Touchscreen
Umblättern könnt ihr in elektronischen Büchern einfach über Tastendruck oder via Touchscreen. Das Umblättern in einem digitalen Buch ist in weniger als einer Sekunde erledigt. Auch Comics oder Bildbände könnt ihr mittlerweile unproblematisch auf E-Readern ansehen.

Lesen wird bequemer.
E-Book-Reader bieten euch viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Büchern. Ihr könnt beispielsweise mit der Volltextsuche jedes Zitat in Sekundenschnelle finden. Außerdem könnt ihr elektronische Lesezeichen setzen. Darüber hinaus habt ihr die Möglichkeit, Teile des Inhalts in Archiven zu organisieren und dann per Schnellzugriff anzusteuern. Manche E-Book-Reader erlauben es euch sogar, mit einem speziellen Stift hineinzuschreiben, Textpassagen zu unterstreichen und Kommentare einzufügen.

Tablet Computer als E-Book-Reader.
Laut einer BITKOM-Studie aus dem Jahr 2013 liest jeder fünfte Bundesbürger digitale Bücher. Immer mehr Geräte, die sich für das Lesen von E-Books eignen, kommen auf den Markt, nicht nur spezielle E-Book-Reader. Tablet Computer werden zukünftig wahrscheinlich das wichtigste Mediengerät, auch für E-Books.

Wie funktioniert ein GPS?

„Wo bin ich?“ Seitdem es GPS gibt, könnt ihr die Frage meist schnell beantworten. Das „Global Positioning System“ GPS hilft euch, den richtigen Weg zu finden – im Auto, zu Fuß oder per Fahrrad. Bei Handys gehören GPS-Empfänger zum Standard. Und so funktioniert das Ganze:

Die Signale stammen von Satelliten
Das GPS (Global Positioning System) nutzt zwei Dutzend Satelliten, die in rund 20.000 Kilometer Höhe um die Erde kreisen. Sie senden permanent Funksignale aus. Diese Signale enthalten Informationen darüber, auf welchem Längen- und Breitengrad sich der Satellit gerade befindet und wann er das Signal ausgesendet hat.

Euer GPS-Gerät empfängt laufend all diese Signale. Aus den darin erhaltenen Informationen kann es den eigenen Standort berechnen. Ein GPS-Gerät ist also nichts anderes als ein Funkempfänger mit angeschlossenem Rechner.

Drei Satelliten bestimmen die Position
Aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Aussenden der Signale und dem Empfang berechnet das GPS-Gerät zuerst die Entfernung zu den Satelliten. Dazu muss die Zeitdifferenz zwischen Absenden und Empfang mit 300.000 km/s multipliziert werden. Das ist, wie ihr bestimmt wisst, die Lichtgeschwindigkeit, die auch für Funksignale gilt.

Beispiel: Benötigt ein Signal eine Zehntelsekunde vom Satelliten zu eurem GPS-Empfänger, dann ist der Satellit exakt 30.000 Kilometer weit weg.

Hat euer GPS-Gerät auf diese Weise die Entfernungen zu drei unterschiedlichen Satelliten ermittelt, kann es mit diesen Informationen seine eigene Position ausrechnen. Stellt euch dazu einfach vor, dass das GPS-Gerät um jeden Satelliten eine unsichtbare Kugel legt, deren Radius jeweils der Entfernung entspricht. Dort, wo sich alle drei Kugeln schneiden, ist der Standort des GPS-Geräts.

Der vierte Satellit bestimmt die Zeit
Die Funksignale benötigen nur Bruchteile von Sekunden von den Satelliten bis zu eurem GPS-Empfänger. Deswegen ist es wichtig, die Zeit sehr genau zu messen. Jeder der Satelliten hat deshalb vier Atomuhren an Bord. Jede von ihnen wiegt 200 Kilogramm. Es sind vier, damit der Satellit weiter funktioniert, auch wenn einige der Uhren ausfallen. Sie messen die Zeit auf weniger als eine Milliardstel-Sekunde genau.

Euer GPS-Empfänger hingegen kann die Zeit nicht so exakt messen. In ihn ist eine Quarzuhr eingebaut, die fortdauernd mit einer Atomuhr synchronisiert werden muss, um die Ungenauigkeit auszugleichen. Diese Aufgabe erfüllt ein vierter Satellit.

24 Satelliten für die ganze Welt
Die Signale von vier Satelliten genügen, um den eigenen Standort zu ermitteln. Damit ihr an jedem Punkt der Erde die Signale von mindestens vier Satelliten empfangen könnt, ist aber ein ganzes Netz von Satelliten nötig. Das Global Positioning System besteht deshalb aus 24 aktiven und einigen Reserve-Satelliten.

GPS ist auf zehn Meter genau
Das GPS bestimmt eure Position mittlerweile auf rund zehn Meter genau. Dass es nicht noch präziser geht, liegt an Schwankungen in den Umlaufbahnen der Satelliten und an Störungen in der Ionosphäre, einem Teil der Erdatmosphäre. Mit speziellen Korrektursystemen lässt sich die Genauigkeit aber sogar bis auf wenige Zentimeter steigern.

Wie funktioniert ein Dynamo?

Strom wird nicht nur in Kraftwerken erzeugt – ihr macht ihn auch selbst: beim Fahrradfahren. Viele Fahrräder haben einen Dynamo, um die Lampen mit Licht zu versorgen. Ein Dynamo ist nichts anderes als ein Generator – also ein Gerät, das Strom „generiert“.

Der bekannteste Generator.
Der Fahrraddynamo ist wahrscheinlich der bekannteste Generator. Aber wisst ihr auch, wie er funktioniert? Er nutzt ein Prinzip, das bereits vor fast 150 Jahren gefunden worden ist: die elektrische Induktion. Das Rädchen des Dynamos bewegt eine Kurbel, die einen Magneten um eine metallische Spule dreht. Dadurch entsteht elektrische Spannung.

Fürs Licht ist die Lichtmaschine da.
Gibt es eigentlich auch im Auto so etwas wie einen Dynamo? Sicher – dort heißt der Apparat allerdings „Lichtmaschine“ – weil er unter anderem dafür zuständig ist, Licht zu erzeugen. Die Lichtmaschine wird über einen Keilriemen angetrieben, der mit der Kurbelwelle des Motors oder einem der Räder verbunden ist. Wie der Fahrraddynamo wandelt sie die mechanische Energie der Drehbewegung in elektrische Energie um. Wenn die Lichtmaschine mehr Strom erzeugt, als gerade benötigt wird, speichert die Autobatterie den Überschuss.

Strom nach Noten.
Hättet ihr gedacht, dass auch eine elektrische Gitarre einen Generator hat? Der Tonabnehmer der E-Gitarre verwandelt die Schwingung der Saiten, also die mechanische Energie, in elektrische Signale. Der Tonabnehmer besteht aus einem Magneten, um den eine metallische Spule gewickelt ist. Wenn ihr auf der E-Gitarre spielt, bewegen sich die Stahlsaiten im Magnetfeld. Durch elektromagnetische Induktion wird dabei eine winzige Spannung erzeugt. Sie wird über einen Verstärker vergrößert und kann dann durch Lautsprecher in Schall verwandelt werden.

Hybridautos nutzen die überschüssige Energie.
Hybridautos sind Fahrzeuge, deren Motor sowohl mit Benzin als auch elektrisch angetrieben wird. Das hilft, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und Energie zu sparen. Denn die elektrische Energie für den Antrieb erzeugt das Fahrzeug selbst – mit einem Generator.

Fährt das Auto beispielsweise bergab, nimmt der Generator die mechanische Energie von den Rädern auf und wandelt sie in elektrische Energie um. Sie wird in der Fahrzeugbatterie gespeichert. Umgekehrt kann der Generator des Hybridautos auch als Elektromotor dienen und das Auto antreiben. Dazu verwendet er dann die in der Batterie gespeicherte Energie.

Wie funktioniert ein MP3?

Eure Lieblingsmusik könnt ihr beinahe überall mit dabei haben und hören. Habt ihr euch schon mal Gedanken darüber gemacht, wie so viel Musik auf ein so kleines Gerät passt? Wusstet ihr, dass ihr dies einer Schwäche eurer Ohren verdankt.

Sehr viele der Frequenzen, die beim Musizieren entstehen, kann das menschliche Ohr nämlich überhaupt nicht wahrnehmen. Deswegen haben Forscher vom Fraunhofer Institut in Erlangen 1982 ein System entwickelt, bei dem nur die Frequenzen gespeichert werden, die ihr wirklich hören könnt. Die anderen Töne werden vorher herausgefiltert.

Dieses Verfahren heißt MP3 oder MPEG Audio Layer-3. MP3 reduziert die große Menge von Daten, die entsteht, wenn man ein Musikstück digital aufnimmt. Deswegen benötigt es wenig Speicherplatz – und deswegen passen so viele Stücke auf euren MP3-Player.

Wie werden die Daten gespeichert?
MP3 ist das führende Verfahren, um Musik zu speichern und zu übertragen, obwohl es mittlerweile technisch weiterentwickelte Alternativen gibt. Als MP3-Player kann heute fast jedes Smartphone, Mediaplayer oder DVD-Spieler dienen.

Die verschiedenen Modelle von MP3-Playern speichern die Daten entweder auf Flashspeichern, optional steckbaren Speicherkarten oder Mini-Festplatten

Player mit Mini-Festplatte gelten als Königsklasse. Ihr größter Vorzug ist die Speicherkapazität von bis zu 160 GB. So könnt ihr mit einem iPod von Apple 40.000 Lieder oder 200 Stunden Videos speichern. Außerdem bieten Festplatten-Player besonders lange Akku-Laufzeiten. Kondition beweist der iPod mit 36 Stunden Batterielaufzeit.

Player mit Flash-Speicher sammeln die Daten auf einem Mikrochip. Ihr großer Vorteil besteht in ihrer kleinen und leichten Bauart. Außerdem sind sie unempfindlich gegen Erschütterungen. Deswegen könnt ihr beispielsweise gut mit ihnen joggen. Player mit Flash-Speicher können bis zu 64 GB speichern und mit Speicherkarten und Miniatur-Festplatten bis zu 100 GB erhöht werden.