I. Die physikalischen Grundgrößen. 1. Die Längen- und Zeitmessung 2. Die Messung der Masse 3. Messfehler

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1 Grundlagen der Physik (Voraussetzung für den Kurs Medizinische Physik/Biophysik, 1-2 Semester, Diplomstudium Veterinärmedizin und Biomedizin/Biotechnologie ). Stand I. Die physikalischen Grundgrößen 1. Die Längen- und Zeitmessung 2. Die Messung der Masse 3. Messfehler II. Mechanik 1. Das Bezugssystem und das Modell des materiellen Punktes 2. Die Geschwindigkeit eines materiellen Punktes 3. Die Beschleunigung eines materiellen Punktes 4. Die Kraft 5. Beschreibung einzelner Kräfte 6. Der Druck 7. Addition von Kräften 8. Das allgemeine Wechselwirkungsgesetz 9. Die Bedeutung der Grundgesetze 10. Die Bewegung auf der Fahrbahn 11. Die Bewegung auf der schiefen Ebene 12. Der waagrechte Wurf 13. Der schiefe Wurf 14. Die gleichförmige Bewegung auf der Kreisbahn 15. Der Begriff der Arbeit 16. Der Begriff der Leistung 17. Der Energiebegriff 18. Der Erhaltungssatz der Energie 19. Der Impulssatz im abgeschlossenen und nicht abgeschlossenen System 20. Der starre Körper, das statische Gleichgewicht 21. Die Herleitung der Gleichgewichtsbedingung 22. Das Drehmoment und der Massenmittelpunkt 23. Die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung 24. Die Bewegungsgleichung für die Translationsbewegung 25. Die Bewegungsgleichung für die Rotationsbewegung 26. Der Drehimpulssatz im abgeschlossenen System. 27. Der Drehimpulssatz im nicht abgeschlossenen Systemen 28. Beschleunigt bewegte Bezugssysteme 29. Das geozentrische Weltbild 30. Das heliozentrische Weltbild 31. Die allgemeine Massenanziehung 32. Die Bewegung von Raketen und Satelliten 33. Die Grenzen der Newtonsehen Gravitationstheorie III. Thermodynamik

2 1. Die Kräfte zwischen den Atomen 2. Die Kräfte zwischen den Molekülen 3. Die thermische Bewegung der Moleküle. 4. Die Wärmeausdehnung und das Thermometer 5. Das Modell des idealen Gases 6. Der Druck eines Gases 7. Die absolute Temperatur und die Zustandsgleichung 8. Zustandsänderungen 9. Die Geschwindigkeit der Gasmoleküle 10. Lösungen und Osmose 11. Der erste Hauptsatz der Wärmelehre 12. Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre 13. Entropie und Information 14. Wärmekraftmaschinen 15. Kältemaschinen 16. Die Jagd nach dem absoluten Nullpunkt 17. Der Energiehaushalt der Erde 18. Der Energiebedarf der Menschheit 19. Neue Energiequellen 20. Oberflächenspannung und Kapillarität IV. Hydro- und Aeromechanik 1. Der Druck in schwerelosen Flüssigkeiten und Gasen 2. Der Druck in schweren Flüssigkeiten und Gasen 3. Das hydrostatische Paradoxon 4. Der hydrostatische Auftrieb 5. Das hydrodynamische Paradoxon 6. Der hydrodynamische Auftrieb 7. Der Strömungswiderstand 8. Die Bernoullische Gleichung V. Schwingungen und Wellen 1. Das Federpendel 2. Das Fadenpendel 3. Freie harmonische Schwingungen und Rückkopplung 4. Erzwungene harmonische Schwingungen und Resonanz 5. Die Schwingung des Lissajous-Pendels 6. Transversal-und Longitudinalwellen 7. Das Gesetz der ungestörten Überlagerung 8. Das Prinzip von Huygens 9. Der Satz von Fourier 10. Die stehende harmonische Weile 11. Die Ausbreitung des Schalls 12. Die Tonhöhe 13. Klanghöhe und Klangfarbe 14. Die Lautstärke 15. Der Dopplereffekt VI. Optik

3 1. Die Messung der Lichtgeschwindigkeit 2. Gesetze für Reflexion und Brechung 3. Die Spektralfarben des Lichtes 4. Die Messung der Lichtwellenlänge 5. Die Polarisation des Lichtes 6. Die elektromagnetische Welle 7. Das Emissionsspektrum der Atome und der Atombau 8. Das Laserlicht 9. Absorption und Streuung VII. Elektrik und Magnetismus 1. Elektrizität als strukturbildende Kraft in der Welt der Atome 2. Die elektrische Kommunikation rund um den Erdball 3. Elektrische Signale aus dem Weltall 4. Das Konzept der elektrischen Spannung 5. Die Ausbreitung der elektrischen Spannung in Leitern 6. Kombination und Vergleich von Spannungsquellen 7. Die Einheit der elektrischen Spannung 8. Die Einheit der elektrischen Ladung 9. Elektrische Energien und Leistungen 10. Die Einheit der elektrischen Stromstärke 11. Das Prinzip der digitalen Spannungsmessung 12. Die Messung der elektrischen Stromstärke 13. Die Regelung der Stromstärke in Gleichstromkreisen 14. Ströme bei tiefen Temperaturen: Supraleitung 15. Stromverzweigungen 16. Stromkreise im Haushalt 17. Das Konzept des elektrischen Feldes 18. Beispiele elektrischer Felder in der Natur 19. Graphische Darstellung von Feldern: Feldlinienbilder 20. Das Coulombsche Gesetz 21. Die elektrische Feldstärke 22. Potential und elektrische Spannung 23. Die Einheit der elektrischen Feldstärke 24. Elektrostatische Felder in Natur und Technik 25. Der Plattenkondensator 26. Elektrostatik -Alltagsphänomene 27. Leiter im elektrischen Feld 28. Isolatoren im elektrischen Feld 29. Das Magnetfeld 30. Ströme im Magnetfeld 31. Die Erzeugung magnetischer Felder durch Ströme 32. Die Lorentzkraft 33. Das Induktionsgesetz 34. Die Lenzsche Regel 35. Geschlossene elektrische Feldlinien 36. Generator und Motor 37. Der Wechselstrom 38. Der Transformator

4 39. Die elektrische Energieübertragung 40. Eigenschaften von Halbleiterbausteinen 41. Der reine Halbleiter 42. Der dotierte Halbleiter 43. Der pn-übergang: Diode und Transistor 44. Optoelektronische Bauelemente 45. Mikroelektronik und integrierte Schaltungen 46. Der Schwingkreis 47. Elektromagnetische Wellen 48. Die Maxwellschen Feldgleichungen VIII. Relativitätstheorie 1. Kausalität und Vorhersagbarkeit 2. Einfache Rückkopplung 3. Fraktale in der Physik 4. Spezielle Relativitätstheorie ( Raum und Zeit, Transformationen und Raum-Zeit- Diagramme, Masse und Energie) 5. Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie (Die Rotverschiebung, Uhren im Gravitationsfeld, Maßstäbe im Gravitationsfeld) 6. Temperaturstrahlung 7. Photonen 8. Lichtteilchen und Lichtwellen 9. Materiewellen 10. Die Heisenbergsche Unschärferelation 11. Beispiele zur Unschärferelation 12. Erkenntnisprobleme der Quantenphysik IX. Struktur der Materie, Atomphysik, Kernphysik, Teilchenphysik 1. Der Aufbau eines Streuexperiment.es 2. Rutherford entdeckt den Atomkern 3. Die Strellung von Quantenteilchen 4. Elektronen in Kraftfeldern 5. Inelastische Streuung und Energiestufen des Atoms 6. Das Auflösungsvermögen des Elektronenmikroskops6 7. Spektrallinien und Energieniveaus 8. Quantisierung der Energie 9. Das Wasserstoffatom 10. Das Periodensystem der Elemente 11. Bändermodell des Festkörpers 12. Die Struktur der Atomkerne. 13. Radioaktivität 14. Strahlenschutz 15. Die Kernenergie 16. Beschleuniger und Detektoren. 17. Die Vielfalt der Teilchen 18. Kraftübertragung durch Austausch von Teilchen 19. Kräfte zwischen den Quarks 20. Leptonen und ihre Wechselwirkung mit Quarks

5 Empfohlene Literatur: 1. Sexl et al. Physik 5-8 Realgymnasium/Oberstufenrealgymnasium, ÖBV 2. Jaros et al. Physik compact Basiswissen, ÖBV