Physik für Mediziner: eine Einführung ; mit 27 Tabellen
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg
Springer
2011
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| Ausgabe: | 13., bearb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
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XI
INHALTSVERZEICHNIS
! BESONDERS WICHTIGE KAPITEL ZUR VORBEREITUNG AUF DIE IMPP-FRAGEN
1 GRUNDBEGRIFFE 1 2.3.5
1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND IHRE EINHEITEN 2 2.3.6 1.1.1 PHYSIKALISCHE
GROESSEN 2
1.1.2 ZEIT 3 3
1.1.3 LAENGE, FLAECHE, VOLUMEN !! 4 31
1.1.4 SL-EINHEITEN 8 32
1.2 MENGENANGABEN 8 321
1.2.1 MASSE UND STOFFMENGE 8 3 22
1.2.2 DICHTEN UND GEHALTE!! 9 323
1.3 STATISTIK UND MESSUNSICHERHEIT 11 33
1.3.1 MESSFEHLER! 11 331
1.3.2 MITTELWERT UND STREUMASS ! 11 3 32
1.3.3 MESSUNSICHERHEIT! 13 333
1.3.4 FEHLERFORTPFLANZUNG! 15 3 34
1.4 VEKTOREN UND SKALARE ! 16 335
1.5 WICHTIGE FUNKTIONEN 18 3 3G
1.5.1 WINKELFUNKTIONEN! 18 3 37
1.5.2 EXPONENTIALFUNKTION UND LOGARITHMUS!! 20 34 1.5.3 POTENZFUNKTIONEN
22 34J
1.5.4 ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN 23 3 42
3.5
2 MECHANIK STARRER KOERPER 27 3 5 -J
2.1 BEWEGUNG 28 3 52
2.1.1 FAHRSTRECKE UND GESCHWINDIGKEIT! 28 3 53 2.1.2 UEBERLAGERUNG VON
GESCHWINDIGKEITEN ... 30 3 54 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^
2.2.1 KRAEFTE! 37 4 11
2.2.2 GEWICHTSKRAFT UND GRAVITATION ! 40 4 12
2.2.3 ARBEIT UND ENERGIE ! 40 4^ 3
2.2.4 KINETISCHE ENERGIE ! 44 4 14
2.2.5 HEBEL UND DREHMOMENT! 46 4 15
2.2.6 DIE GRUNDGLEICHUNGEN 4 2
DES GLEICHGEWICHTS ! 48 4 2,1
2.2.7 GLEICHGEWICHTE 49 4 2 ,2
2.3 KRAFT UND BEWEGUNG 51 42,3
2.3.1 DIE NEWTON SCHEN GESETZE ! 51 4 2.4
2.3.2 REIBUNG 54 4 25
2.3.3 IMPULS! 55 4 2 .6
2.3.4 TRAEGHEITSKRAEFTE! 57 4 2J
DREHBEWEGUNGEN ! 59
TRAEGHEITSMOMENT UND DREHIMPULS 62
MECHANIK DEFORMIERBARER KOERPER 67 DIE AGGREGATZUSTAENDE 68
FESTKOERPER 69
STRUKTUR DER FESTKOERPER 69
VERFORMUNG VON FESTKOERPERN ! 70
VISKOELASTIZITAET 73
DRUCK 73
STEMPELDRUCK! 73
SCHWEREDRUCK! 75
AUFTRIEB ! 77
MANOMETER 79
PUMPEN 80
KOMPRESSIBILITAET 81
BLUTDRUCKMESSUNG 82
GRENZFLAECHEN 83
KOHAESION 83
ADHAESION 86
STROEMUNG 88
IDEALE STROEMUNG 88
ZAEHIGKEIT (VISKOSITAET)! 91
REALE STROEMUNG DURCH ROHRE !! 92
UMSTROEMUNG VON HINDERNISSEN 95
MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN 101
MECHANISCHE SCHWINGUNGEN 102
ALLES, WAS SCHWINGT 102
HARMONISCHE SCHWINGUNGEN ! 102 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN 105
ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN 107
UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN 107 WELLEN 110
WELLENARTEN 110
HARMONISCHE SEILWELLEN ! 111
INTENSITAET UND ENERGIETRANSPORT! 113 STEHENDE WELLEN 115
SCHALLWELLEN 116
SCHALLWAHRNEHMUNG ! 118
DOPPLER-EFFEKT! 121
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009387812
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
XII
INHALTSVERZEICHNIS
5 WAERMELEHRE 127
5.1 DIE GRUNDLEGENDEN GROESSEN 128
5.1.1 WAERME! 128
5.1.2 TEMPERATUR! 129
5.1.3 TEMPERATURMESSUNG! 130
5.1.4 WAHRSCHEINLICHKEIT UND ORDNUNG 132 5.1.5 DIE ENTROPIE 133
5.1.6 WAERMEKAPAZITAET! 133
5.2 DASIDEALEGAS 137
5.2.1 DIE ZUSTANDSGIEICHUNG !! 137
5.2.2 PARTIALDRUCK 138
5.2.3 DIE ENERGIE IM GAS 139
5.3 TRANSPORTPHAENOMENE 140
5.3.1 WAERMELEITUNG! 140
5.3.2 KONVEKTION 141
5.3.3 WAERMESTRAHLUNG 143
5.3.4 DIFFUSION 145
5.3.5 OSMOSE ! 147
5.4 PHASENUMWANDLUNGEN 149
5.4.1 UMWANDLUNGSWAERMEN! 149
5.4.2 SCHMELZEN ODER AUFWEICHEN? 150 5.4.3 SCHMELZEN UND GEFRIEREN ! 151
5.4.4 LOESUNGS- UND SOLVATATIONSWAERME 153 5.4.5 VERDAMPFEN UND
KONDENSIEREN ! 153 5.4.6 LUFTFEUCHTIGKEIT 155
5.4.7 ZUSTANDSDIAGRAMME ! 156
5.4.8 ABSORPTION UND ADSORPTION 158
5.5 WAERMENUTZUNG 159
5.5.1 WAERMEHAUSHALT DES MENSCHEN 159 5.5.2 WARUM KOSTET ENERGIE? 161
5.5.3 WAERME-UND ENTROPIEHAUSHALT DER ERDE 162
6 ELEKTRIZITAETSLEHRE 167
6.1 DIE WICHTIGSTEN MESSGROESSEN 169
6.1.1 STROM, SPANNUNG, LADUNG ! 169
6.1.2 LEISTUNG UND ENERGIE !! 172
6.2 DIE WICHTIGSTEN ZUSAMMENHAENGE 173 6.2.1 ELEKTRISCHER WIDERSTAND !
173
6.2.2 DAS OHM SCHE GESETZ ! 174
6.2.3 STROMWAERME! 175
6.2.4 KAPAZITAET!! 176
6.2.5 ENERGIE DES GELADENEN KONDENSATORS 177 6.3 WECHSELSPANNUNG 178
6.3.1 EFFEKTIVWERTE 178
6.3.2 KAPAZITIVERWIDERSTAND 180
6.4 ELEKTRISCHE NETZWERKE 181
6.4.1 WIDERSTAENDE IN REIHE UND PARALLEL! 181 6.4.2 SPEZIFISCHER
WIDERSTAND (RESISTIVITAET) 183
6.4.3 SPANNUNGSTEILER! 184
6.4.4 INNENWIDERSTAENDE 186
6.4.5 HOCH-UND TIEFPASS 187
6.4.6 KONDENSATORENTLADUNG UND E-FUNKTION ! 188 6.5 ELEKTRISCHES FELD
190
6.5.1 DER FELDBEGRIFF! 190
6.5.2 ELEKTRISCHES POTENTIAL! 191
6.5.3 DAS POTENTIALFELD ! 193
6.5.4 KRAEFTE ZWISCHEN LADUNGEN ! 196
6.5.5 FELD IM KONDENSATOR 198
6.5.6 ENERGIE DES ELEKTRISCHEN FELDES 199 6.6 MATERIE IM ELEKTRISCHEN
FELD 200
6.6.1 INFLUENZ UND ELEKTRISCHE ABSCHIRMUNG ... 200 6.6.2 DER ELEKTRISCHE
STROM ! 201
6.6.3 DIELEKTRIZITAETSKONSTANTE (PERMITTIVITAET)!.. 202 6.6.4 DAS FREIE
ELEKTRON 204
6.6.5 RUHEMASSE UND RELATIVISTISCHE MASSE - 207 6.6.6 GASENTLADUNG 208
6.7 ELEKTROCHEMIE 209
6.7.1 DISSOZIATION 209
6.7.2 ELEKTROLYTE ! 211
6.8 GRENZFLAECHEN 213
6.8.1 MEMBRANSPANNUNG 213
6.8.2 GALVANI-SPANNUNG 215
6.8.3 THERMOSPANNUNG 216
6.9 ELEKTROPHYSIOLOGIE 217
6.9.1 DIE AUSWEITUNG DES EKG NACH EINTHOVEN 217 6.9.2 ELEKTRISCHE
UNFAELLE 219
6.9.3 SCHUTZMASSNAHMEN 220
6.10 MAGNETISCHE FELDER 222
6.10.1 EINFUEHRUNG! 222
6.10.2 KRAEFTE IM MAGNETFELD ! 225
6.10.3 ERZEUGUNG VON MAGNETFELDERN ! 227 6.11 INDUKTION 229
6.11.1 EINFUEHRUNG ! 229
6.11.2 TRANSFORMATOREN ! 232
6.11.3 SELBSTINDUKTION 233
6.11.4 INDUKTIVER WIDERSTAND 235
6.12 ELEKTRISCHE SCHWINGUNGEN 236
6.12.1 DER SCHWINGKREIS ! 236
6.12.2 GESCHLOSSENE ELEKTRISCHE FELDLINIEN 239 6.12.3 DER SCHWINGENDE
ELEKTRISCHE DIPOL 239
7 OPTIK 247
7.1 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 248
7.1.1 DER STRAHLENDE DIPOL 248
7.1.2 SPEKTRALBEREICHE! 250
7.1.3 WELLENAUSBREITUNG! 251
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
7.2 GEOMETRISCHE OPTIK 253
7.2.1 LICHTBUENDEL 253
7.2.2 SPIEGELUNG ! 255
7.2.3 BRECHUNG !! 257
7.2.4 DISPERSION 260
7.2.5 LINSEN ! 261
7.2.6 ABBILDUNG DURCH LINSEN ! 264
7.2.7 ABBILDUNGSGLEICHUNGEN! 265
7.2.8 ABBILDUNG DURCH EINFACHE BRECHUNG 268 7.2.9 DAS AUGE 268
7.2.10 FEHLSICHTIGKEIT UND BRILLEN 270
7.2.11 OPTISCHE INSTRUMENTE ! 272
7.3 INTENSITAET UND FARBE 275
7.3.1 STRAHLUNGS-UND LICHTMESSGROESSEN 275 7.3.2 OPTISCHE ABSORPTION !!
277
7.3.3 TEMPERATURSTRAHLUNG 280
7.3.4 FARBSEHEN 281
7.4 WELLENOPTIK 285
7.4.1 POLARISIERTES LICHT 285
7.4.2 INTERFERENZ ! 286
7.4.3 KOHAERENZ 288
7.4.4 DUENNE SCHICHTEN UND BEUGUNGSGITTER! 289 7.4.5 BEUGUNGSFIGUREN !
291
7.5 QUANTENOPTIK 293
7.5.1 DAS LICHTQUANT 293
7.5.2 ENERGIEZUSTAENDE UND SPEKTREN ! 295 7.5.3 LASER 297
7.5.4 ROENTGENSTRAHLEN !! 299
7.5.5 DER COMPTON-EFFEKT 302
7.5.6 ROENTGENDIAGNOSE 303
7.6 ELEKTRONENOPTIK 305
7.6.1 ELEKTRONENBEUGUNG 305
7.6.2 ELEKTRONENMIKROSKOPE 305
7.6.3 DIE UNSCHAERFERELATION 307
8 ATOM-UND KERNPHYSIK 313
8.1 AUFBAU DES ATOMS 314
8.1.1 DAS BOHR SCHE ATOMMODELL! 314
8.1.2 ELEKTRONENWOLKEN 315
8.1.3 DAS PAULI-PRINZIP 316
8.1.4 CHARAKTERISTISCHE ROENTGENSTRAHLUNG 317 8.2 AUFBAU DES ATOMKERNS
317
8.2.1 KERNSPINRESONANZTOMOGRAPHIE 317 8.2.2 NUKLEONENUNDNUKLIDEUE 319
8.2.3 DER MASSENDEFEKT 320
8.2.4 RADIOAKTIVITAET!! 321
8.2.5 NACHWEIS RADIOAKTIVER STRAHLUNG 323 8.2.6 ZERFALLSGESETZ !! 326
8.2.7 KERNSPALTUNG UND KUENSTLICHE RADIOAKTIVITAET 328
8.2.8 ANTIMATERIE ! 329
9 IONISIERENDE STRAHLUNG 333
9.1 DOSIMETRIE 334
9.1.1 ENERGIE- UND AEQUIVALENTDOSIS ! 334
9.1.2 LONENDOSIS 335
9.1.3 AKTIVITAET UND DOSIS !! 336
9.2 STRAHLENNUTZEN, STRAHLENSCHADEN 336 9.2.1 RADIOAKTIVE TRACER 336
9.2.2 STRAHLENTHERAPIE 337
9.2.3 NATUERLICHE EXPOSITION 338
9.2.4 ZIVILISATIONSBEDINGTE EXPOSITION 339 9.2.5 STRAHLENSCHUTZ 340
ANHANG 343
AI ANTWORTEN 344
A2 PHYSIKALISCHE FORMELSAMMLUNG 360
A3 SACHVERZEICHNIS 368
PRAKTIKUMSBOXEN STATISTIK 13
DICHTEBESTIMMUNG 78
MESSEN DER OBERFLAECHENSPANNUNG 86
VISKOSITAET UND STROEMUNG 94
KALORIMETER 134
ERMITTLUNG EINER MISCHTEMPERATUR 135
ELEKTRISCHER WIDERSTAND, GLEICHSTROMKREIS 185 OSZILLOGRAPH 207
LINSE (AUGENMODELL) 267
MIKROSKOP 275
SPEKTRALPHOTOMETER, INTERFERENZ, BEUGUNG 279 POLARISATION DES LICHTES
(SACCHARIMETRIE) 286 ROENTGENSTRAHLEN 302
RADIOAKTIVER ZERFALL, ABSORPTION 328
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