Physik für Mediziner, Biologen, Pharmazeuten:
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin ; New York
De Gruyter
1986
|
| Ausgabe: | 4., neu bearb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | De-Gruyter-Lehrbuch
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 523 S. 373 Ill. u. graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 3110108984 |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | INHALT
EINLEITUNG 1
MECHANIK
1. RAUM UND ZEIT 3
1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN 3
1.1.1 LAENGE ALS BEISPIEL 3
1.1.2 BASISEINHEITEN DES INTERNATIONALEN EINHEITENSYSTEMS 6
1.1.3 LAENGENMESSUNG 7
1.1.4 ZEITMESSUNG 10
1.1.5 WINKELMASSE 11
1.2 BEWEGUNGEN IM RAUM 12
1.2.1 GESCHWINDIGKEIT 12
1.2.2 BESCHLEUNIGUNG ! 16
1.2.3 KREISBEWEGUNG 17
1.2.4 BERECHNUNG DES WEGES AUS GESCHWINDIGKEIT UND BESCHLEUNIGUNG 19
2. MASSE UND KRAFT 22
2.1 DIE TRAEGE MASSE 22
2.2 WIRKUNG VON KRAEFTEN 24
2.2.1 NEWTONSCHE AXIOME 24
2.2.2 VERSCHIEDENE ARTEN VON KRAEFTEN 26
2.2.2.1 GRAVITATION 26
2.2.2.2 TRAEGHEITSKRAFT 28
2.2.2.3 ZENTRIFUGAL- UND ZENTRIPETALKRAFT 29
2.2.3 STATISCHES UND DYNAMISCHES GLEICHGEWICHT VON KRAEFTEN 31
2.2.4 SCHWERELOSIGKEIT 31
2.2.5 DYNAMOMETER (KRAFT EINER GESPANNTEN FEDER) 32
2.2.6 DRUCK (KRAFT AUF EINE FLAECHE) 32
2.2.7 ^DREHMOMENT 33
2.2.7.1 TRAEGHEITSMOMENT 33
2.2.7.2 KRAEFTEPAAR 34
2.2.7.3 ANWENDUNG AUF DEN HEBEL 35
2.2.7.4 SCHWERPUNKT 36
2.2.7.5 DIE HEBELWAAGE 38
2.2.7.6 INDIFFERENTES, STABILES UND LABILES GLEICHGEWICHT 39
2.2.8 IMPULS UND DREHIMPULS 40
2.2.9 REIBUNG 42
3. ARBEIT, ENERGIE, LEISTUNG 45
3.1 EIN BEISPIEL FUER DEN BEGRIFF YYARBEIT 45
3.2 ENERGIEFORMEN 46
3.3 LEISTUNG, WIRKUNG 49
4. ERHALTUNGSSAETZE 51
4.1 ENERGIEERHALTUNGSSATZ 51
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VIII INHALT
4.2 IMPULSERHALTUNGSSATZ 53
4.3 STOSS ALS BEISPIEL FUER ENERGIE- UND IMPULSERHALTUNG 54
4.4 DREHIMPULSERHALTUNGSSATZ 55
5. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON STOFFEN 57
5.1 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ATOMEN UND MOLEKUELEN 58
5.1.1 BINDUNGSARTEN 58
5.1.2 MOLEKULARES BILD DER AGGREGATZUSTAENDE 62
5.1.2.1 GASE 62
5.1.2.2 FESTKOERPER 62
5.1.2.3 THERMISCHE BEWEGUNG UND SCHMELZVORGANG 65
5.1.2.4 FLUESSIGKEITEN 65
5.1.3 GRENZFLAECHEN 65
5.2 MAKROSKOPISCHE MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON FESTKOERPERN 68
5.2.1 HOMOGENE KOERPER 68
5.2.2 VERFORMUNG VON FESTEN KOERPERN UNTER DEM EINFLUSS VON KRAEFTEN 69
5.3 MAKROSKOPISCHE MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON FLUESSIGKEITEN 72
5.3.1 HYDROSTATIK 72
5.3.1.1 SPEZIFISCHE OBERFLAECHENENERGIE (OBERFLAECHENSPANNUNG) 72
5.3.1.2 DRUCK IN FLUESSIGKEITEN 76
5.3.2 HYDRODYNAMIK 83
5.3.2.1 DIE KONTINUITAETSGLEICHUNG 83
5.3.2.2 ZAEHE FLUESSIGKEITEN (VISKOSITAET, LAMINARE STROEMUNG, TURBULENTE
STROEMUNG, STROEMUNGSGESETZE UND BLUTKREISLAUF) 85
MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN, AKUSTIK
6. SCHWINGUNGEN 96
6.1 PENDEL ALS MECHANISCHES SCHWINGUNGSFAEHIGES SYSTEM 97
6.2 DIFFERENTIALGLEICHUNG DER UNGEDAEMPFTEN SCHWINGUNG 98
6.3 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN 101
6.4 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN 102
6.5 ANHARMONISCHE SCHWINGUNGEN 104
6.5.1 UEBERLAGERUNG VON HARMONISCHEN SCHWINGUNGEN 104
6.5.2 ZERLEGUNG ANHARMONISCHER SCHWINGUNGEN IN HARMONISCHE
TEILSCHWINGUNGEN 106
6.5.3 SCHWEBUNG 106
6.6 GEKOPPELTE PENDEL 107
6.6.1 ZWEI GEKOPPELTE PENDEL
6.6.2 UEBERGANG VON DER PENDELKETTE ZU EINFACHEN EIGENSCHWINGUNGEN
AUSGEDEHNTER KOERPER 109
7. WELLEN 112
7.1 AUSBREITUNG VON SCHWINGUNGEN 112
7.2 DOPPLER-EFFEKT 118
7.3 GEDAEMPFTE WELLEN 120
7.4 ANHARMONISCHE WELLEN 121
7.5 VERHALTEN VON WELLEN AN DER GRENZFLAECHE ZWISCHEN VERSCHIEDENEN
MEDIEN 124
7.6 UEBERLAGERUNG VON WELLEN .YY
127
7.7 STEHENDE WELLEN 128
INHALT IX
7.8 SCHALLWELLEN (AKUSTIK) 131
7.9 SCHALLFELDGROESSEN 134
7.10 SCHALLEMPFINDUNGEN 137
7.11 STIMME UND GEHOER BEIM MENSCHEN 139
7.12 ULTRASCHALL 141
7.12.1 ULTRASCHALLDIAGNOSTIK 142
WAERMELEHRE
8. WAERME UND TEMPERATUR * 146
8.1 EINLEITUNG 146
8.2 WAERMEENERGIE 146
8.3 WAERMEKAPAZITAET, SPEZIFISCHE WAERME 147
8.4 TEMPERATURSKALEN 148
8.5 TEMPERATUR-MESSGERAETE 149
8.5.1 AUSDEHNUNGSTHERMOMETER 149
8.5.2 THERMOELEMENT 151
8.5.3 WIDERSTANDSTHERMOMETER 152
9. IDEALE GASE 153
9.1 ZUSTANDSGROESSEN, ZUSTANDSGIEICHUNG 153
9.2 ZUSTANDSAENDERUNGEN 153
9.3 ADIABATISCHE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 154
9.4 ZUSTANDSGIEICHUNG VON GASGEMISCHEN 155
10. KINETISCHE GASTHEORIE 156
10.1 GASDRUCK 156
10.2 KINETISCHE ENERGIE UND TEMPERATUR 157
10.3 FREIHEITSGRADE UND GLEICHVERTEILUNGSSATZ 157
10.4 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG 158
10.5 VOLUMENARBEIT 159
10.6 WAERMEKAPAZITAET VON GASEN 160
11. REALE GASE, VAN DER WAALS SCHE ZUSTANDSGIEICHUNG 162
12. HAUPTSAETZE DER WAERMELEHRE 164
12.1 INNERE ENERGIE 164
12.2 DER 1. HAUPTSATZ DER WAERMELEHRE 165
12.3 REVERSIBLE UND IRREVERSIBLE PROZESSE 165
12.4 ENTROPIE 167
12.5 DER 2. HAUPTSATZ DER WAERMELEHRE 169
12.6 ENERGIEBILANZ BEIM LEBENDEN ORGANISMUS 169
13. THERMODYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN VON STOFFEN 171
13.1 THERMISCHE AUSDEHNUNG 171
13.2 WAERMEUEBERGANG, WAERMETRANSPORT 172
13.3 STOFFGEMISCHE 173
13.3.1 GEHALTSANGABEN VON LOESUNGEN 174
13.3.2 ECHTE LOESUNG, KOLLOIDALES SYSTEM, GROBE DISPERSION 175
13.3.3 HENRY-DALTONSCHES GESETZ 175
13.3.4 HYDRATATION, SOLVATATION 176
X INHALT
13.3.5 DIFFUSION 176
13.3.6 OSMOSE 177
13.3.7 PHASENUEBERGAENGE 179
13.3.7.1 UMWANDLUNGSWAERMEN 179
13.3.7.2 LOESUNGSWAERMEN 181
13.3.7.3 REAKTIONSWAERMEN 181
13.3.7.4 DAMPFDRUCK 182
13.3.7.5 DAMPFDRUCKERNIEDRIGUNG, SIEDEPUNKTSERHOEHUNG UND GEFRIERPUNKTS
ERNIEDRIGUNG 183
13.3.7.6 KOEXISTENZ VON PHASEN, PHASENGLEICHGEWICHTE 185
ELEKTRIZITAETSLEHRE
14. ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE GROESSEN 187
14.1 VORBEMERKUNG 187
14.2 LADUNG 187
14.2.1 LADUNGSMENGE 187
14.2.2 KRAFT ZWISCHEN ELEKTRISCHEN LADUNGEN 188
14.3 SPANNUNG 189
14.3.1 DEFINITION DER SPANNUNG 189
14.3.2 SPANNUNGSQUELLEN 190
14.4 STROM 192
14.5 WIDERSTAND, LEITWERT 193
14.5.1 LEITER, NICHTLEITER 193
14.5.2 SPEZIFISCHER WIDERSTAND, SPEZIFISCHE LEITFAEHIGKEIT 194
14.5.3 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE VON LEITERN 195
14.6 NETZWERKE 196
14.6.1 SCHALTBILDER 196
14.6.2 INNENWIDERSTAND EINER SPAENNUNGSQUELLE 197
14.6.3 KIRCHHOFFSCHE GESETZE DES ELEKTRISCHEN STROMES 199
14.7 ELEKTROSTATISCHES FELD 202
14.7.1 KRAFTWIRKUNG AUF EINE LADUNG IM FELD 202
14.7.2 ARBEIT UND ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD 204
14.7.3 KONDENSATOR UND KAPAZITAET 206
14.7.4 KRAEFTE AUF EINEN DIPOL IM FELD 208
14.7.5 MATERIE IM FELD 209
14.7.6 ENERGIEINHALT DES ELEKTRISCHEN FELDES 213
14.7.7 PIEZO-UND PYROELEKTRIZITAET 213
14.8 MAGNETFELD 214
14.8.1 FELDSTAERKE UND MAGNETISCHE INDUKTION 214
14.8.2 KRAEFTE AUF EINEN MAGNETISCHEN DIPOL 218
14.8.3 INDUKTIONSVORGAENGE 218
14.8.4 MAXWELLSCHE GLEICHUNGEN 220
14.8.5 LORENTZ-KRAFT 221
14.8.6 SELBSTINDUKTION 223
14.8.7 ENERGIEINHALT DES MAGNETISCHEN FELDES 223
14.8.8 LENZSCHE REGEL 224
14.8.9 MAGNETFELDER DES MENSCHLICHEN KOERPERS 224
14.9 ZEITABHAENGIGE SPANNUNGEN UND STROEME 225
14.9.1 EIN-UND AUSSCHALTVORGAENGE 225
INHALT XI
14.9.1.1 EINSCHALT-UND AUSSCHALTVORGANG BEIM KONDENSATOR 225
14.9.1.2 EINSCHALT-UND AUSSCHALTVORGANG BEI DER SPULE 228
14.9.2 SINUSFOERMIGE WECHSELSPANNUNGEN UND WECHSELSTROEME 229
14.9.3 DREIPHASEN-SPANNUNG, DREHSTROM 231
14.9.4 NICHT-SINUSFOERMIGE WECHSELSPANNUNGEN, SPANNUNGSIMPULSE 232
14.9.5 WECHSELSTROM-KREISE 233
14.9.5.1 KAPAZITIVERWIDERSTAND 233
14.9.5.2 INDUKTIVERWIDERSTAND 234
14.9.5.3 WECHSELSTROMKREISE MIT OHMSCHEM, KAPAZITIVEM UND INDUKTIVEM
WIDERSTAND 235
14.9.6 RESONANZ-SCHWINGKREISE 237
14.9.7 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 239
14.9.7.1 AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 242
14.9.7.2 AUSBREITUNGSRICHTUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 243
14.9.8 LEISTUNG DES ELEKTRISCHEN STROMS 243
15. MIKROSKOPISCHE ELEKTRISCHE VORGAENGE 247
15.1 BIOLOGISCHE POTENTIALE 247
15.1.1 ENTSTEHUNG VON SPANNUNGEN AN GRENZFLAECHEN 247
15.1.2 SUMMENPOTENTIALE 250
15.2 MECHANISMEN DER STROMLEITUNG 251
15.2.1 STROMLEITUNG IM VAKUUM 252
15.2.2 STROMLEITUNG IN GASEN 253
15.2.3 STROMLEITUNG IN ELEKTROLYTEN 255
15.2.4 STROMLEITUNG IN FESTKOERPERN 261
15.3 HALBLEITERELEKTRONIK 265
15.3.1 HALBLEITERDIODE 265
15.3.2 TRANSISTOR 267
15.3.3 FELDEFFEKT-TRANSISTOR 268
15.4.3 DIGITALELEKTRONIK 269
16. ELEKTRISCHE GERAETE 274
16.1 MESSGERAETE 274
16.1.1 DAS DREHSPUL-MESSWERK 275
16.1.2 DAS DIGITAL-MESSGERAET 277
16.1.3 MESSUNG VON STROM UND SPANNUNG 278
16.1.4 ELEKTRONENSTRAHL-OSZILLOSKOP (OSZILLOGRAPH) UND BILDSCHIRM 281
16.1.5 LADUNGSMESSUNG 286
16.1.6 MESSUNG VON OHMSCHEN WIDERSTAENDEN 286
16.1.7 RAUSCHEN 288
16.2 TECHNISCHE ELEKTRISCHE GERAETE 288
16.2.1 DYNAMO-MASCHINE 288
16.2.2 ELEKTRO-MOTOR 289
16.2.3 TRANSFORMATOR S 289
16.2.4 SENDER UND EMPFAENGER 292
OPTIK
17. OPTISCHE STRAHLUNG 296
17.1 EINLEITUNG 296
XII INHALT
17.2 LICHTMESSGROESSEN 297
17.3 STRAHLUNGSQUELLEN 299
17.4 BOHRSCHES ATOMMODELL 299
17.5 EMISSION VON LICHT AUS ATOMEN 302
17.6 DAS EMISSIONS-SPEKTRUM DES ATOMS 304
17.7 ABSORPTION VON LICHT IN ATOMEN 306
17.8 EMISSION UND ABSORPTION GLUEHENDER KOERPER 306
17.9 WAERMESTRAHLUNG UND TEMPERATURGLEICHGEWICHT 307
17.9.1 THERMISCHE EMISSION UND ABSORPTION VON FESTEN KOERPERN 308
17.9.2 STRAHLUNGSGESETZE 310
17.10 DER LASER 312
17.10.1 LASER IN DER MEDIZIN 314
17.11 FLUORESZENZ, PHOSPHORESZENZ, LUMINESZENZ 314
18. WELLENOPTIK 316
18.1 KOHAERENZ VON WELLEN 316
18.2 INTERFERENZ VON WELLEN 316
18.2.1 INTERFERENZFAEHIGKEIT 316
18.2.2 INTERFEROMETRIE 319
18.2.3 HOLOGRAPHIE 322
18.3 BEUGUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 324
18.3.1 DAS HUYGENS SCHE PRINZIP 324
18.3.2 BEUGUNG AN SPALTEN 325
18.3.3 BEUGUNG AM DRAHT 328
18.3.4 DAS BEUGUNGSGITTER 328
18.3.5 BEUGUNG AN KREISFOERMIGEN BLENDEN (BEUGUNGSUNSCHAERFE) 330
18.3.6 BEUGUNG VON ROENTGENSTRAHLEN 332
18.4 AUSBREITUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN IN MATERIE 333
18.4.1 DER BRECHUNGSINDEX 333
18.4.2 DAS ABSORPTIONSGESETZ 334
18.4.3 DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN ABSORPTION UND DISPERSION 337
18.4.4 DICHROISMUS UND DOPPELBRECHUNG 337
18.4.5 SPANNUNGSDOPPELBRECHUNG 339
18.5 SPEKTRALANALYSE 339
18.5.1 LAMBERT-BEERSCHES GESETZ 340
18.5.2 EXTINKTION KOLLOIDALER SYSTEME 342
18.6 POLARISATION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 343
18.6.1 POLARISATIONSZUSTAND 343
18.6.2 ERZEUGUNG UND UNTERSUCHUNG VON LINEAR POLARISIERTEM LICHT 344
18.6.3 OPTISCHE AKTIVITAET UND FARADAY-EFFEKT 348
18.7 MATERIEWELLEN 349
19. GEOMETRISCHE OPTIK 353
19.1 LICHTAUSBREITUNG 353
19.2 OPTISCHE SYMBOLE 354
19.3 GESETZE DER GEOMETRISCHEN OPTIK 355
19.3.1 REFLEXION 355
19.3.2 ABBILDUNG DURCH SPIEGEL 356
19.3.3 BRECHUNG 359
19.3.4 INTENSITAETEN VON GEBROCHENEM UND REFLEKTIERTEM STRAHL 361
INHALT
XIII
19.3.5 ZERLEGUNG VON LICHT IN SEINE SPEKTRALFARBEN MIT HILFE DES PRISMAS
361
19.3.6 TOTALREFLEXION 362
19.3.7 OPTOELEKTRONIK 364
19.4 ABBILDUNG MIT LINSEN 365
19.4.1 ABBILDUNG DURCH BRECHENDE FLAECHEN 365
19.4.2 DIE ABBILDUNGSGLEICHUNG FUER EINE BRECHENDE FLAECHE 367
19.4.3 SPEZIALFAELLE DER ABBILDUNGSGLEICHUNG 368
19.4.4 DIE ABBILDUNGSGLEICHUNG FUER EINE LINSE 369
19.4.5 KLASSIFIZIERUNG VON LINSEN 370
19.4.6 KONSTRUKTION VON STRAHLENGAENGEN 371
19.4.7 ABBILDUNGSFEHLER 374
19.4.8 DIE ABBILDUNGSGLEICHUNG FUER EIN SYSTEM AUS ZWEI LINSEN 377
19.4.9 KARDINALELEMENTE VON DICKEN LINSEN UND LINSENSYSTEMEN 378
19.4.10 DIE SCHAERFENTIEFE (TIEFENSCHAERFE) 379
19.4.11 DAS AUGE 380
19.4.12 OPTISCHE VERGROESSERUNG 387
19.4.13 VERGROESSERUNG BEI BETRACHTUNG MIT DEM AUGE 387
20. EINIGE OPTISCHE INSTRUMENTE 390
20.1 LUPE 390
20.2 PROJEKTIONS-APPARATE 391
20.3 LICHTMIKROSKOP 391
20.4 ELEKTRONENMIKROSKOP 397
20.5 DAS FERNROHR 400
20.6 PHOTOMETER 401
20.7 STRAHLUNGSMESSGERAETE 403
20.8 DIE KAMERA 405
ATOMKERNE, IONISIERENDE STRAHLUNG
21.1 ATOMKERNE 406
21.1.1 ELEMENTARTEILCHEN 406
21.1.2 AUFBAU DER ATOMKERNE 407
21.1.3 KERNRESONANZ 409
21.2 RADIOAKTIVITAET 410
21.2.1 KERNUMWANDLUNGEN 410
21.2.2 NATUERLICHE RADIONUKLIDE 413
21.2.3 ZERFALLSGESETZ 415
21.2.4 RADIOAKTIVES GLEICHGEWICHT 416
21.2.5 WECHSELWIRKUNG ENERGIEREICHER GELADENER TEILCHEN MIT MATERIE 417
21.2.6 WECHSELWIRKUNG VON NEUTRONEN MIT MATERIE 419
21.2.7 STRAHLUNGSDETEKTOREN , 420
21.2.8 MEDIZINISCHE ANWENDUNG VON RADIONUKLIDEN 423
21.2.9 KERNSPALTUNG UND KERNFUSION 428
21.2.10 KUENSTLICHE KERNUMWANDLUNG 431
21.3 ROENTGENSTRAHLEN 432
21.3.1 BREMSSTRAHLUNG, CHARAKTERISTISCHE STRAHLUNG 432
21.3.2 ERZEUGUNG ULTRAHARTER ROENTGENSTRAHLUNG DURCH
TEILCHENBESCHLEUNIGER .... 435
21.3.3 WECHSELWIRKUNG VON ROENTGEN- UND GAMMA-STRAHLUNG MIT MATERIE 438
21.3.4 ROENTGENBILDAUFNAHMEN 441
21.4 DOSIMETRIE 443
XIV INHALT
REGELUNG, STEUERUNG, INFORMATIONSUEBERTRAGUNG
22. REGELUNG UND STEUERUNG 447
23. INFORMATIONSUEBERTRAGUNG 450
ANHANG
A.L MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG PHYSIKALISCHER ZUSAMMENHAENGE 452
A.2 FEHLERABSCHAETZUNG 453
2.1 GROESSENORDNUNGSMAESSIGE ANGABE VON MESSFEHLERN 454
2.2 URSACHEN VON FEHLERN 455
2.2.1 FEHLER DURCH DIE MESSAPPARATUR 455
2.2.2 FEHLER DURCH DAS MESSOBJEKT 455
2.3 METHODEN DER FEHLERABSCHAETZUNG 455
2.3.1 MESSFEHLER DER EINZELGROESSE 456
2.3.2 FEHLERFORTPFLANZUNG 459
2.3.3 FEHLER EINER FUNKTION 460
2.4 SIGNIFIKANZ-TESTS 461
.A.3 RECHNEN MIT VEKTOREN 462
A.4 DAS EXPONENTIALGESETZ 465
A.5 WEITERE MATHEMATISCHE BEZIEHUNGEN 466
A.6 EINIGE NATURKONSTANTEN 471
A.7 AUFGABEN 472
A.8 LOESUNGEN 484
REGISTER 502
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