Physik für Mediziner: eine Einführung ; mit 15 Tabellen ; [+ IMPP-Fragen Physik online]
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Heidelberg
Springer
2007
|
| Edition: | 12., bearb. Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XV, 381 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783540717065 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
! Besonders wichtige Kapitel zur Vorbereitung auf die IV
1 Grundbegriffe 1
1.1 Physikalische Größen und ihre Einheiten 2
1.1.1 Physikalische Größen 2
1.1.2 Zeit 3
1.1.3 Länge, Fläche, Volumen !! 4
1.1.4 Sl-Einheiten 8
1.2 Mengenangaben 8
1.2.1 Masse und Stoffmenge 8
1.2.2 Dichten und Gehalte !! 9
1.3 Statistik und Messunsicherheit 11
1.3.1 Messfehler! 11
1.3.2 Mittelwert und Streumaß ! 11
1.3.3 Messunsicherheit! 13
1.3.4 Fehlerfortpflanzung!! 14
1.4 Vektoren und Skalare ! 15
1.5 Wichtige Funktionen 18
1.5.1 Winkelfunktionen! 18
1.5.2 Exponentialfunktion und Logarithmus !! ..19
1.5.3 Potenzfunktionen 22
1.5.4 Algebraische Gleichungen 22
2 Mechanik starrer Körper 27
2.1 Bewegung 28
2.1.1 Fahrstrecke und Geschwindigkeit! 28
2.1.2 Überlagerung von Geschwindigkeiten 30
2.1.3 Beschleunigung! 31
2.1.4 Drehbewegungen ! 35
2.1.5 Bewegung von Gelenken 36
2.2 Kraft, Drehmoment, Energie 37
2.2.1 Kräfte ! 37
2.2.2 Gewichtskraft und Gravitation ! 40
2.2.3 Arbeit und Energie ! 40
2.2.4 Kinetische Energie! 44
2.2.5 Hebel und Drehmoment! 46
2.2.6 Die Grundgleichungen des
Gleichgewichts! 48
2.2.7 Gleichgewichte 49
2.3 Kraft und Bewegung 51
2.3.1 Die Newton schen Gesetze ! 51
2.3.2 Reibung 54
2.3.3 Impuls ! 55
2.3.4 Trägheitskräfte! 57
IPP-Fragen
2.3.5 Drehbewegungen ! 59
2.3.6 Trägheitsmoment und Drehimpuls 62
3 Mechanik deformierbarer Körper 67
3.1 Die Aggregatzustände 68
3.2 Festkörper 69
3.2.1 Struktur der Festkörper 69
3.2.2 Verformung von Festkörpern ! 70
3.2.3 Viskoelastizität 73
3.3 Druck 73
3.3.1 Stempeldruck! 73
3.3.2 Schweredruck! 75
3.3.3 Auftrieb ! 77
3.3.4 Manometer 79
3.3.5 Pumpen 80
3.3.6 Kompressibilität 81
3.3.7 Blutdruckmessung 82
3.4 Grenzflächen 83
3.4.1 Kohäsion 83
3.4.2 Adhäsion 86
3.5 Strömung 88
3.5.1 Zähigkeit (Viskosität)! 88
3.5.2 Laminare Strömung ! 89
3.5.3 Turbulente Strömung 93
3.5.4 Staudruck 95
4 Mechanische Schwingungen und
Wellen 101
4.1 Mechanische Schwingungen 102
4.1.1 Oszillatoren 102
4.1.2 Harmonische Schwingungen ! 102
4.1.3 Gedämpfte Schwingungen 105
4.1.4 Erzwungene Schwingungen 106
4.1.5 Überlagerung von Schwingungen 107
4.2 Seilwellen !! 109
4.3 Schallwellen 112
4.3.1 Schallerzeugung 112
4.3.2 Schallnachweis 113
4.3.3 Schallintensität und Lautstärke ! 114
4.3.4 Schallausbreitung ! 117
XIV Inhaltsverzeichnis
5 Wärmelehre 125
5.1 Temperatur 126
5.1.1 Temperaturmessung! 126
5.1.2 Ausdehnungskoeffizienten 128
5.1.3 Das ideale Gas!! 129
5.1.4 Partialdruck 131
5.2 Thermische Bewegung 131
5.2.1 Wärme! 131
5.2.2 Molekularbewegung! 134
5.2.3 Wärmeleitung ! 136
5.2.4 Diffusion 137
5.2.5 Osmose!! 139
5.3 Phasenumwandlungen 141
5.3.1 Umwandlungswärmen! 141
5.3.2 Schmelzwärme ! 142
5.3.3 Lösungs- und Solvatationswärme 143
5.3.4 Verdampfung ! 144
5.3.5 Dampfdruck und Dampfdichte ! 145
5.3.6 Luftfeuchtigkeit 146
5.3.7 Verdampfungsenthalpie 147
5.3.8 Zustandsdiagramme ! 148
5.3.9 Absorption und Adsorption 150
5.4 Wärmehaushalt des Menschen 151
5.4.1 Konvektion 151
5.4.2 Temperaturstrahlung 153
5.4.3 Transpiration 155
5.5 Wärmenutzung 155
5.5.1 Die Sonderstellung der Energieform
„Wärme 155
5.5.2 Zum Wärmehaushalt der Erde 157
6 Elektrizitätslehre 163
6.1 Die wichtigsten Messgrößen 165
6.1.1 Strom, Spannung, Ladung ! 165
6.1.2 Leistung und Energie !! 168
6.2 Die wichtigsten Zusammenhänge 169
6.2.1 Elektrischer Widerstand ! 169
6.2.2 Das Ohm sche Gesetz! 170
6.2.3 Stromwärme ! 171
6.2.4 Kapazität!! 172
6.2.5 Energie des geladenen Kondensators 173
6.3 Wechselspannung 174
6.3.1 Effektivwerte 174
6.3.2 Kapazitiver Widerstand 176
6.4 Elektrische Netzwerke 177
6.4.1 Widerstände in Reihe und parallel!! 177
6.4.2 Spezifischer Widerstand (Resistivität) 179
6.4.3 Spannungsteiler! 180
6.4.4 Innenwiderstände 182
6.4.5 Hoch- und Tiefpass 183
6.4.6 Kondensatorentladung und e-Funktion ! . 184
6.5 Elektrisches Feld 186
6.5.1 Der Feldbegriff! 186
6.5.2 Elektrisches Potential! 187
6.5.3 Das Potentialfeld ! 189
6.5.4 Kräfte zwischen Ladungen ! 192
6.5.5 Feld im Kondensator 194
6.5.6 Energie des elektrischen Feldes 195
6.6 Materie im elektrischen Feld 196
6.6.1 Influenz und elektrische Abschirmung —196
6.6.2 Der elektrische Strom ! 197
6.6.3 Dielektrizitätskonstante(Permittivität)! ..198
6.6.4 Das freie Elektron 200
6.6.5 Ruhemasse und relativistische Masse 203
6.6.6 Gasentladung 204
6.7 Elektrochemie 205
6.7.1 Dissoziation 205
6.7.2 Elektrolyte ! 207
6.8 Grenzflächen 209
6.8.1 Membranspannung 209
6.8.2 Galvani-Spannung 211
6.8.3 Thermospannung 212
6.9 Elektrophysiologie 213
6.9.1 Die Auswertung des EKG nach Einthoven .213
6.9.2 Elektrische Unfälle 215
6.9.3 Schutzmaßnahmen 216
6.10 Magnetische Felder 218
6.10.1 Einführung! 218
6.10.2 Kräfte im Magnetfeld ! 221
6.10.3 Erzeugung von Magnetfeldern ! 223
6.11 Induktion 225
6.11.1 Einführung! 225
6.11.2 Transformatoren ! 228
6.11.3 Selbstinduktion 229
6.11.4 Induktiver Widerstand 231
6.12 Elektrische Schwingungen 232
6.12.1 Der Schwingkreis ! 232
6.12.2 Überlagerung von Schwingungen 235
6.12.3 Geschlossene elektrische Feldlinien 236
6.12.4 Der schwingende elektrische Dipol 236
7 Optik 245
7.1 Elektromagnetische Wellen 246
7.1.1 Der strahlende Dipol 246
7.1.2 Spektralbereiche! 248
7.1.3 Wellenausbreitung ! 249
Inhaltsverzeichnis
7.2 Geometrische Optik 251
7.2.1 Lichtbündel 251
7.2.2 Spiegelung ! 253
7.2.3 Brechung!! 255
7.2.4 Dispersion 258
7.2.5 Linsen! 259
7.2.6 Abbildung durch Linsen ! 262
7.2.7 Abbildungsgleichungen ! 263
7.2.8 Abbildung durch einfache Brechung 266
7.2.9 Das Auge 266
7.2.10 Fehlsichtigkeit und Brillen 268
7.2.11 Optische Instrumente ! 270
7.3 Intensität und Farbe 273
7.3.1 Strahlungs- und Lichtmessgrößen 273
7.3.2 Optische Absorption !! 275
7.3.3 Temperaturstrahlung 278
7.3.4 Farbsehen 279
7.4 Wellenoptik 283
7.4.1 Polarisiertes Licht 283
7.4.2 Interferenz ! 284
7.4.3 Kohärenz 286
7.4.4 Dünne Schichten und Beugungsgitter! ..287
7.4.5 Beugungsfiguren ! 289
7.5 Quantenoptik 291
7.5.1 Das Lichtquant 291
7.5.2 Energiezustände und Spektren ! 293
7.5.3 Laser 295
7.5.4 Röntgenstrahlen !! 297
7.5.5 Der Compton-Effekt 300
7.5.6 Röntgendiagnose 301
7.6 Elektronenoptik 303
7.6.1 Elektronenbeugung 303
7.6.2 Elektronenmikroskope 303
7.6.3 Die Unschärferelation 305
8 Atom- und Kernphysik 311
8.1 Aufbau des Atoms 312
8.1.1 Das Bohr sche Atommodell! 312
8.1.2 Elektronenwolken 313
8.1.3 Das Pauli-Prinzip 314
8.1.4 Charakteristische Röntgenstrahlung 315
8.2 Aufbau des Atomkerns 315
8.2.1 Kernspinresonanztomographie 315
8.2.2 Nukleonen und Nuklide !! 317
8.2.3 Der Massendefekt 318
8.2.4 Radioaktivität! 319
8.2.5 Nachweis radioaktiver Strahlung 321
8.2.6 Zerfallsgesetz!! 324
XV
8.2.7 Kernspaltung und künstliche
Radioaktivität 326
8.2.8 Antimaterie ! 327
9 Ionisierende Strahlung 331
9.1 Dosimetrie 332
9.1.1 Energie- und Äquivalentdosis ! 332
9.1.2 lonendosis 333
9.1.3 Aktivität und Dosis ! 334
9.2 Strahlennutzen, Strahlenschaden 334
9.2.1 Radioaktive Tracer 334
9.2.2 Strahlentherapie 335
9.2.3 Natürliche Exposition 336
9.2.4 Zivilisationsbedingte Exposition 337
9.2.5 Strahlenschutz 338
A Anhang 341
A1 Antworten 342
A2 Physikalische Formelsammlung 359
A3 Sachverzeichnis 367
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
! Besonders wichtige Kapitel zur Vorbereitung auf die IV
1 Grundbegriffe 1
1.1 Physikalische Größen und ihre Einheiten 2
1.1.1 Physikalische Größen 2
1.1.2 Zeit 3
1.1.3 Länge, Fläche, Volumen !! 4
1.1.4 Sl-Einheiten 8
1.2 Mengenangaben 8
1.2.1 Masse und Stoffmenge 8
1.2.2 Dichten und Gehalte !! 9
1.3 Statistik und Messunsicherheit 11
1.3.1 Messfehler! 11
1.3.2 Mittelwert und Streumaß ! 11
1.3.3 Messunsicherheit! 13
1.3.4 Fehlerfortpflanzung!! 14
1.4 Vektoren und Skalare ! 15
1.5 Wichtige Funktionen 18
1.5.1 Winkelfunktionen! 18
1.5.2 Exponentialfunktion und Logarithmus !! .19
1.5.3 Potenzfunktionen 22
1.5.4 Algebraische Gleichungen 22
2 Mechanik starrer Körper 27
2.1 Bewegung 28
2.1.1 Fahrstrecke und Geschwindigkeit! 28
2.1.2 Überlagerung von Geschwindigkeiten 30
2.1.3 Beschleunigung! 31
2.1.4 Drehbewegungen ! 35
2.1.5 Bewegung von Gelenken 36
2.2 Kraft, Drehmoment, Energie 37
2.2.1 Kräfte ! 37
2.2.2 Gewichtskraft und Gravitation ! 40
2.2.3 Arbeit und Energie ! 40
2.2.4 Kinetische Energie! 44
2.2.5 Hebel und Drehmoment! 46
2.2.6 Die Grundgleichungen des
Gleichgewichts! 48
2.2.7 Gleichgewichte 49
2.3 Kraft und Bewegung 51
2.3.1 Die Newton'schen Gesetze ! 51
2.3.2 Reibung 54
2.3.3 Impuls ! 55
2.3.4 Trägheitskräfte! 57
IPP-Fragen
2.3.5 Drehbewegungen ! 59
2.3.6 Trägheitsmoment und Drehimpuls 62
3 Mechanik deformierbarer Körper 67
3.1 Die Aggregatzustände 68
3.2 Festkörper 69
3.2.1 Struktur der Festkörper 69
3.2.2 Verformung von Festkörpern ! 70
3.2.3 Viskoelastizität 73
3.3 Druck 73
3.3.1 Stempeldruck! 73
3.3.2 Schweredruck! 75
3.3.3 Auftrieb ! 77
3.3.4 Manometer 79
3.3.5 Pumpen 80
3.3.6 Kompressibilität 81
3.3.7 Blutdruckmessung 82
3.4 Grenzflächen 83
3.4.1 Kohäsion 83
3.4.2 Adhäsion 86
3.5 Strömung 88
3.5.1 Zähigkeit (Viskosität)! 88
3.5.2 Laminare Strömung ! 89
3.5.3 Turbulente Strömung 93
3.5.4 Staudruck 95
4 Mechanische Schwingungen und
Wellen 101
4.1 Mechanische Schwingungen 102
4.1.1 Oszillatoren 102
4.1.2 Harmonische Schwingungen ! 102
4.1.3 Gedämpfte Schwingungen 105
4.1.4 Erzwungene Schwingungen 106
4.1.5 Überlagerung von Schwingungen 107
4.2 Seilwellen !! 109
4.3 Schallwellen 112
4.3.1 Schallerzeugung 112
4.3.2 Schallnachweis 113
4.3.3 Schallintensität und Lautstärke ! 114
4.3.4 Schallausbreitung ! 117
XIV Inhaltsverzeichnis
5 Wärmelehre 125
5.1 Temperatur 126
5.1.1 Temperaturmessung! 126
5.1.2 Ausdehnungskoeffizienten 128
5.1.3 Das ideale Gas!! 129
5.1.4 Partialdruck 131
5.2 Thermische Bewegung 131
5.2.1 Wärme! 131
5.2.2 Molekularbewegung! 134
5.2.3 Wärmeleitung ! 136
5.2.4 Diffusion 137
5.2.5 Osmose!! 139
5.3 Phasenumwandlungen 141
5.3.1 Umwandlungswärmen! 141
5.3.2 Schmelzwärme ! 142
5.3.3 Lösungs- und Solvatationswärme 143
5.3.4 Verdampfung ! 144
5.3.5 Dampfdruck und Dampfdichte ! 145
5.3.6 Luftfeuchtigkeit 146
5.3.7 Verdampfungsenthalpie 147
5.3.8 Zustandsdiagramme ! 148
5.3.9 Absorption und Adsorption 150
5.4 Wärmehaushalt des Menschen 151
5.4.1 Konvektion 151
5.4.2 Temperaturstrahlung 153
5.4.3 Transpiration 155
5.5 Wärmenutzung 155
5.5.1 Die Sonderstellung der Energieform
„Wärme" 155
5.5.2 Zum Wärmehaushalt der Erde 157
6 Elektrizitätslehre 163
6.1 Die wichtigsten Messgrößen 165
6.1.1 Strom, Spannung, Ladung ! 165
6.1.2 Leistung und Energie !! 168
6.2 Die wichtigsten Zusammenhänge 169
6.2.1 Elektrischer Widerstand ! 169
6.2.2 Das Ohm'sche Gesetz! 170
6.2.3 Stromwärme ! 171
6.2.4 Kapazität!! 172
6.2.5 Energie des geladenen Kondensators 173
6.3 Wechselspannung 174
6.3.1 Effektivwerte 174
6.3.2 Kapazitiver Widerstand 176
6.4 Elektrische Netzwerke 177
6.4.1 Widerstände in Reihe und parallel!! 177
6.4.2 Spezifischer Widerstand (Resistivität) 179
6.4.3 Spannungsteiler! 180
6.4.4 Innenwiderstände 182
6.4.5 Hoch- und Tiefpass 183
6.4.6 Kondensatorentladung und e-Funktion ! . 184
6.5 Elektrisches Feld 186
6.5.1 Der Feldbegriff! 186
6.5.2 Elektrisches Potential! 187
6.5.3 Das Potentialfeld ! 189
6.5.4 Kräfte zwischen Ladungen ! 192
6.5.5 Feld im Kondensator 194
6.5.6 Energie des elektrischen Feldes 195
6.6 Materie im elektrischen Feld 196
6.6.1 Influenz und elektrische Abschirmung —196
6.6.2 Der elektrische Strom ! 197
6.6.3 Dielektrizitätskonstante(Permittivität)! .198
6.6.4 Das freie Elektron 200
6.6.5 Ruhemasse und relativistische Masse 203
6.6.6 Gasentladung 204
6.7 Elektrochemie 205
6.7.1 Dissoziation 205
6.7.2 Elektrolyte ! 207
6.8 Grenzflächen 209
6.8.1 Membranspannung 209
6.8.2 Galvani-Spannung 211
6.8.3 Thermospannung 212
6.9 Elektrophysiologie 213
6.9.1 Die Auswertung des EKG nach Einthoven .213
6.9.2 Elektrische Unfälle 215
6.9.3 Schutzmaßnahmen 216
6.10 Magnetische Felder 218
6.10.1 Einführung! 218
6.10.2 Kräfte im Magnetfeld ! 221
6.10.3 Erzeugung von Magnetfeldern ! 223
6.11 Induktion 225
6.11.1 Einführung! 225
6.11.2 Transformatoren ! 228
6.11.3 Selbstinduktion 229
6.11.4 Induktiver Widerstand 231
6.12 Elektrische Schwingungen 232
6.12.1 Der Schwingkreis ! 232
6.12.2 Überlagerung von Schwingungen 235
6.12.3 Geschlossene elektrische Feldlinien 236
6.12.4 Der schwingende elektrische Dipol 236
7 Optik 245
7.1 Elektromagnetische Wellen 246
7.1.1 Der strahlende Dipol 246
7.1.2 Spektralbereiche! 248
7.1.3 Wellenausbreitung ! 249
Inhaltsverzeichnis
7.2 Geometrische Optik 251
7.2.1 Lichtbündel 251
7.2.2 Spiegelung ! 253
7.2.3 Brechung!! 255
7.2.4 Dispersion 258
7.2.5 Linsen! 259
7.2.6 Abbildung durch Linsen ! 262
7.2.7 Abbildungsgleichungen ! 263
7.2.8 Abbildung durch einfache Brechung 266
7.2.9 Das Auge 266
7.2.10 Fehlsichtigkeit und Brillen 268
7.2.11 Optische Instrumente ! 270
7.3 Intensität und Farbe 273
7.3.1 Strahlungs- und Lichtmessgrößen 273
7.3.2 Optische Absorption !! 275
7.3.3 Temperaturstrahlung 278
7.3.4 Farbsehen 279
7.4 Wellenoptik 283
7.4.1 Polarisiertes Licht 283
7.4.2 Interferenz ! 284
7.4.3 Kohärenz 286
7.4.4 Dünne Schichten und Beugungsgitter! .287
7.4.5 Beugungsfiguren ! 289
7.5 Quantenoptik 291
7.5.1 Das Lichtquant 291
7.5.2 Energiezustände und Spektren ! 293
7.5.3 Laser 295
7.5.4 Röntgenstrahlen !! 297
7.5.5 Der Compton-Effekt 300
7.5.6 Röntgendiagnose 301
7.6 Elektronenoptik 303
7.6.1 Elektronenbeugung 303
7.6.2 Elektronenmikroskope 303
7.6.3 Die Unschärferelation 305
8 Atom- und Kernphysik 311
8.1 Aufbau des Atoms 312
8.1.1 Das Bohr'sche Atommodell! 312
8.1.2 Elektronenwolken 313
8.1.3 Das Pauli-Prinzip 314
8.1.4 Charakteristische Röntgenstrahlung 315
8.2 Aufbau des Atomkerns 315
8.2.1 Kernspinresonanztomographie 315
8.2.2 Nukleonen und Nuklide !! 317
8.2.3 Der Massendefekt 318
8.2.4 Radioaktivität! 319
8.2.5 Nachweis radioaktiver Strahlung 321
8.2.6 Zerfallsgesetz!! 324
XV
8.2.7 Kernspaltung und künstliche
Radioaktivität 326
8.2.8 Antimaterie ! 327
9 Ionisierende Strahlung 331
9.1 Dosimetrie 332
9.1.1 Energie- und Äquivalentdosis ! 332
9.1.2 lonendosis 333
9.1.3 Aktivität und Dosis ! 334
9.2 Strahlennutzen, Strahlenschaden 334
9.2.1 Radioaktive Tracer 334
9.2.2 Strahlentherapie 335
9.2.3 Natürliche Exposition 336
9.2.4 Zivilisationsbedingte Exposition 337
9.2.5 Strahlenschutz 338
A Anhang 341
A1 Antworten 342
A2 Physikalische Formelsammlung 359
A3 Sachverzeichnis 367 |
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