Physik für Mediziner: eine Einführung ; mit 15 Tabellen ; [neue Approbationsordnung]
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| Vorheriger Titel: | Harten, Hans-Ulrich Physik für Mediziner |
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| 1. Verfasser: | |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg
Springer
2006
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| Ausgabe: | 11., völlig neu bearb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 367 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783540255109 3540255109 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
! Besonders wichtige Kapitel zur Vorbereitung auf die IMPP-Fragen
1 Grundbegriffe...........................1 2.3.5
1.1 Physikalische Größen und ihre Einheiten___2 2.3.6
1.1.1 Physikalische Größen.......................2
1.1.2 Zeit........................................
1.1.3 Länge, Fläche, Volumen ! ..................4 3.1
1.1.4 Sl-Einheiten................................8 3.2
1.2 Mengenangaben...........................8 3.2.1
1.2.1 Masse und Stoffmenge.....................8 3.2.2
1.2.2 Dichten und Gehalte ! .....................9 3.2.3
1.3 Statistik und Messunsicherheit.............11 3.3
1.3.1 Messfehler! ..............................11 3.3.1
1.3.2 Mittelwert und Streumaß ! ................11 3.3.2
1.3.3 Messunsicherheit!........................13 3.3.3
1.3.4 Fehlerfortpflanzung! .....................14 3.3.4
1.4 Vektoren und Skalare ! ....................15 3.3.5
1.5 Wichtige Funktionen......................18 3.3.6
1.5.1 Winkelfunktionen! .......................18 3.3.7
1.5.2 Exponentialfunktion und Logarithmus ! ...19 3.4
1.5.3 Potenzfunktionen.........................22 3.4.1
1.5.4 Algebraische Gleichungen.................22 3.4.2
3.5
2 Mechanik starrer Körper.................27 3.5.1
2.1 Bewegung................................28 3.5.2
2.1.1 Fahrstrecke und Geschwindigkeit ! ........28 3.5.3
2.1.2 Überlagerung von Geschwindigkeiten.....30 3.5.4
2.1.3 Beschleunigung ! .........................31
2.1.4 Drehbewegungen ! .......................35 4
2.1.5 Bewegung von Gelenken..................36
2.2 Kraft, Drehmoment, Energie...............37 4.1
2.2.1 Kräfte ! ...................................37 4.1.1
2.2.2 Gewichtskraft und Gravitation ! ...........40 4.1.2
2.2.3 Arbeit und Energie ! ......................40 4.1.3
2.2.4 Kinetische Energie !.......................44 4.1.4
2.2.5 Hebel und Drehmoment !.................46 4.I.5
2.2.6 Die Grundgleichungen des 4.2
Gleichgewichts ! ..........................48 4.3
2.2.7 Gleichgewichte............................49 4.3.1
2.3 Kraft und Bewegung.......................51 4.3.2
2.3.1 Die Newton schen Gesetze ! ..............51 4.3.3
2.3.2 Reibung...................................54 4.3.4
2.3.3 Impuls ! ..................................55
2.3.4 Trägheitskräfte ! ..........................57
Drehbewegungen !.......................59
Trägheitsmoment und Drehimpuls.........62
Mechanik deformierbarer Körper........67
Die Aggregatzustände.....................68
Festkörper................................69
Struktur der Festkörper....................69
Verformung von Festkörpern ! ............70
Viskoelastizität............................73
Druck.....................................73
Stempeldruck ! ...........................73
Schweredruck ! ...........................75
Auftrieb !.................................77
Manometer...............................79
Pumpen...................................80
Kompressibilität...........................81
Blutdruckmessung........................82
Grenzflächen..............................83
Kohäsion..................................83
Adhäsion..................................86
Strömung.................................88
Zähigkeit (Viskosität) ! ....................88
Laminare Strömung ! .....................89
Turbulente Strömung......................93
Staudruck.................................95
Mechanische Schwingungen und
Wellen..................................99
Mechanische Schwingungen.............100
Oszillatoren..............................100
Harmonische Schwingungen ! ...........100
Gedämpfte Schwingungen...............103
Erzwungene Schwingungen..............104
Oberlagerung von Schwingungen........105
Seilwellen ! ..............................107
Schallwellen..............................110
Schallerzeugung.........................110
Schallnachweis...........................111
Schallintensität und Lautstärke ! .........112
Schallausbreitung ! ......................115
XII
Inhaltsverzeichnis
5 Wärmelehre...........................121
5.1 Temperatur..............................122
5.1.1 Temperaturmessung! ...................122
5.1.2 Ausdehnungskoeffizienten...............124
5.1.3 Das ideale Gas !..........................125
5.1.4 Partialdruck..............................127
5.2 Thermische Bewegung...................127
5.2.1 Wärme ! .................................127
5.2.2 Molekularbewegung ! ...................130
5.2.3 Wärmeleitung !..........................132
5.2.4 Diffusion.................................133
5.2.5 Osmose ! ................................135
5.3 Phasenumwandlungen...................137
5.3.1 Umwandlungswärmen! .................137
5.3.2 Schmelzwärme !.........................138
5.3.3 Lösungs- und Solvatationswärme.........139
5.3.4 Verdampfung! ..........................140
5.3.5 Dampfdruck und Dampfdichte ! .........141
5.3.6 Luftfeuchtigkeit..........................142
5.3.7 Verdampfungsenthalpie..................143
5.3.8 Zustandsdiagramme ! ...................144
5.3.9 Absorption und Adsorption...............146
5.4 Wärmehaushalt des Menschen............147
5.4.1 Konvektion...............................147
5.4.2 Temperaturstrahlung.....................149
5.4.3 Transpiration.............................151
5.5 Wärmenutzung...........................151
5.5.1 Die Sonderstellung der Energieform
„Wärme .................................151
5.5.2 Zum Wärmehaushalt der Erde............153
6 Elektrizitätslehre.......................157
6.1 Die wichtigsten Messgrößen..............159
6.1.1 Strom, Spannung, Ladung ! ..............159
6.1.2 Leistung und Energie !...................162
6.2 Die wichtigsten Zusammenhänge.........163
6.2.1 Elektrischer Widerstand !.................163
6.2.2 Das Ohm sche Gesetz !...................164
6.2.3 Stromwärme ! ...........................165
6.2.4 Kapazität!...............................166
6.2.5 Energie des geladenen Kondensators.....167
6.3 Wechselspannung........................168
6.3.1 Effektivwerte.............................168
6.3.2 Kapazitiver Widerstand...................170
6.4 Elektrische Netzwerke....................171
6.4.1 Widerstände in Reihe und parallel !.......171
6.4.2 Spezifischer Widerstand (Resistivität)......173
6.4.3 Spannungsteiler !........................174
6.4.4 Innenwiderstände........................176
6.4.5 Hoch- und Tiefpass.......................177
6.4.6 Kondensatorentladung und e-Funktion ! . 178
6.5 Elektrisches Feld..........................180
6.5.1 Der Feldbegriff ! .........................180
6.5.2 Elektrisches Potential ! ...................181
6.5.3 Das Potentialfeld ! .......................183
6.5.4 Kräfte zwischen Ladungen !..............186
6.5.5 Feld im Kondensator.....................188
6.5.6 Energie des elektrischen Feldes...........189
6.6 Materie im elektrischen Feld..............190
6.6.1 Influenz und elektrische Abschirmung — 190
6.6.2 Der elektrische Strom !...................191
6.6.3 Dielektrizitätskonstante (Permittivität) ! .. 192
6.6.4 Das freie Elektron.........................194
6.6.5 Ruhemasse und relativistische Masse.....197
6.6.6 Gasentladung............................198
6.7 Elektrochemie............................199
6.7.1 Dissoziation..............................199
6.7.2
6.8 Grenzflächen.............................203
6.8.1 Membranspannung......................203
6.8.2 Galvani-Spannung........................205
6.8.3 Thermospannung........................206
6.9 Elektrophysiologie........................207
6.9.1 Die Auswertung des EKG nach Einthoven .207
6.9.2 Elektrische Unfälle........................209
6.9.3 Schutzmaßnahmen.......................210
6.10 Magnetische Felder.......................212
6.10.1 Einführung! .............................212
6.10.2 Kräfte im Magnetfeld ! ...................215
6.10.3 Erzeugung von Magnetfeldern !..........217
6.11 Induktion................................219
6.11.1 Einführung ! .............................219
6.11.2 Transformatoren ! .......................222
6.11.3 Selbstinduktion..........................223
6.11.4 Induktiver Widerstand....................225
6.12 Elektrische Schwingungen................226
6.12.1 Der Schwingkreis !.......................226
6.12.2 Überlagerung von Schwingungen........229
6.12.3 Geschlossene elektrische Feldlinien.......230
6.12.4 Der schwingende elektrische Dipol........230
7 Optik..................................237
7.1 Elektromagnetische Wellen...............238
7.1.1 Der strahlende Dipol.....................238
7.1.2 Spektralbereiche ! .......................240
7.1.3 Wellenausbreitung ! .....................241
Inhaltsverzeichnis
XIII
7.2 Geometrische Optik......................243
7.2.1 Lichtbündel..............................243
7.2.2 Spiegelung !.............................245
7.2.3 Brechung ! ..............................247
7.2.4 Dispersion ...............................250
7.2.5 Linsen! .................................251
7.2.6 Abbildung durch Linsen ! ................254
7.2.7 Abbildungsgleichungen ! ................255
7.2.8 Abbildung durch einfache Brechung......258
7.2.9 Das Auge.................................258
7.2.10 Fehlsichtigkeit und Brillen................260
7.2.11 Optischeinstrumente! ..................262
7.3 Intensität und Farbe......................265
7.3.1 Strahlungs- und Lichtmessgrößen........265
7.3.2 Optische Absorption ! ...................267
7.3.3 Temperaturstrahlung.....................270
7.3.4 Farbsehen................................271
7.4 Wellenoptik..............................275
7.4.1 Polarisiertes Licht.........................275
7.4.2 Interferenz ! .............................276
7.4.3 Kohärenz.................................278
7.4.4 Dünne Schichten und Beugungsgitter ! .. 279
7.4.5 Beugungsfiguren !.......................281
7.5 Quantenoptik............................283
7.5.1 Das Lichtquant...........................283
7.5.2 Energiezustände und Spektren ! .........285
7.5.3 Laser.....................................287
7.5.4 Röntgenstrahlen ! .......................289
7.5.5 Der Compton-Effekt......................292
7.5.6 Röntgendiagnose........................293
7.6 Elektronenoptik..........................295
7.6.1 Elektronenbeugung......................295
7.6.2 Elektronenmikroskope....................295
7.6.3 Die Unschärferelation.....................297
8 Atom- und Kernphysik..................301
8.1 Aufbau des Atoms........................302
8.1.1 Das Bohr sche Atommodell ! .............302
8.1.2 Elektronenwolken........................303
8.1.3 Das Pauli-Prinzip.........................304
8.1.4 Charakteristische Röntgenstrahlung......305
8.2 Aufbau des Atomkerns...................305
8.2.1 Kernspinresonanztomographie...........305
8.2.2 Nukleonen und Nuklide ! ................307
8.2.3 Der Massendefekt........................308
8.2.4 Radioaktivität ! ..........................309
8.2.5 Nachweis radioaktiver Strahlung..........311
8.2.6 Zerfallsgesetz! ..........................314
8.2.7 Kernspaltung und künstliche
Radioaktivität............................316
8.2.8 Antimaterie ! ............................317
9 Ionisierende Strahlung.................321
9.1
9.1.1 Energie- und Äquivalentdosis !...........322
9.1.2 lonendosis...............................323
9.1.3 Aktivität und Dosis ! .....................324
9.2 Strahlennutzen, Strahlenschaden.........324
9.2.1 Radioaktive Tracer........................324
9.2.2 Strahlentherapie.........................325
9.2.3 Natürliche Exposition.....................326
9.2.4 Zivilisationsbedingte Exposition..........327
9.2.5 Strahlenschutz...........................328
A
AI Antworten...............................332
A2 Physikalische Formelsammlung...........345
A3 Sachverzeichnis..........................353
„Physik lernen im Web unter:
www.lehrbuch-medizin.de/physik
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