Inhaltsverzeichnis. 1 Grundbegriffe 1. 2 Mechanik starrer Körper 25

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Grundbegriffe Physikalische Größen und ihre Einheiten! Mengenangaben Masse und Stoffmenge Dichten und Gehalte! Statistik und Messunsicherheit Messfehler Mittelwert und Streumaß!! Messunsicherheit!! Fehlerfortpflanzung Vektoren und Skalare Wichtige Funktionen Winkelfunktionen! Exponentialfunktion und Logarithmus! Potenzfunktionen Algebraische Gleichungen In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben 23 2 Mechanik starrer Körper Bewegung Fahrstrecke und Geschwindigkeit! Überlagerung von Geschwindigkeiten Beschleunigung! Kreisbewegung! Bewegung von Gelenken Relativ oder absolut? Kraft, Drehmoment, Energie Kräfte! Gewichtskraft und Gravitation! Reibung Arbeit und Energie!! Kinetische Energie! Hebel und Drehmoment! Grundgleichungen des Gleichgewichts Gleichgewichte Kraft und Bewegung Newton sche Gesetze! Impuls! Trägheitskräfte 58

2 Inhaltsverzeichnis XI Drehbewegung Trägheitsmoment und Drehimpuls In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben 66 3 Mechanik deformierbarer Körper Aggregatzustände Festkörper Struktur der Festkörper Verformung von Festkörpern!! Viskoelastizität Druck Stempeldruck Schweredruck! Auftrieb! Manometer Pumpen Kompressibilität Blutdruckmessung Grenzflächen Kohäsion Adhäsion Strömung Ideale Strömung! Zähigkeit (Viskosität)! Reale Strömung durch Rohre!! Umströmung von Hindernissen In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben Mechanische Schwingungen und Wellen Mechanische Schwingungen Alles, was schwingt Harmonische Schwingungen! Gedämpfte Schwingungen Erzwungene Schwingungen Überlagerung von Schwingungen Wellen Wellenarten Harmonische Seilwellen!! Intensität und Energietransport! Stehende Wellen 117

3 XII Inhaltsverzeichnis Schallwellen! Schallwahrnehmung!! Doppler-Effekt In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben Wärmelehre Grundlegende Größen Wärme! Temperatur! Temperaturmessung Wahrscheinlichkeit und Ordnung Entropie Wärmekapazität! Ideales Gas Zustandsgleichung!! Partialdruck! Energie im Gas Transportphänomene Wärmeleitung Konvektion Wärmestrahlung Diffusion Osmose Phasenumwandlungen Umwandlungswärmen Schmelzen oder Aufweichen? Schmelzen und Gefrieren Lösungs- und Solvatationswärme Verdampfen und Kondensieren! Luftfeuchtigkeit Zustandsdiagramme Absorption und Adsorption Wärmenutzung Wärmehaushalt des Menschen Warum kostet Energie? Wärme- und Entropiehaushalt der Erde In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben 171

4 Inhaltsverzeichnis XIII 6 Elektrizitätslehre Grundlagen Ladung und Strom! Kräfte zwischen Ladungen! Elektrisches Feld Feld und Spannung Elektrisches Potenzial! Materie im elektrischen Feld Influenz und elektrische Abschirmung Elektrischer Strom! Leitfähigkeit und Resistivität! Permittivität (Dielektrizitätskonstante) Gasentladung Stromkreis Strom und Spannung messen Leistung und Energie! Elektrischer Widerstand! Wärme bei Stromdurchgang Kondensator!! Feld im Kondensator Energie des geladenen Kondensators Energie des elektrischen Feldes Wechselspannung Effektivwerte Kapazitiver Widerstand Elektrische Netzwerke Widerstände in Reihe und parallel! Spannungsteiler Innenwiderstände Hoch- und Tiefpass Kondensatorentladung und e-funktion! Elektrochemie Dissoziation Elektrolyte! Grenzflächen Membranspannung Galvani-Spannung Thermospannung Elektrophysiologie Auswertung des EKG nach Einthoven Elektrische Unfälle Schutzmaßnahmen Magnetische Felder Einführung! Kräfte im Magnetfeld! Erzeugung von Magnetfeldern Induktion 229

5 XIV Inhaltsverzeichnis Einführung Transformatoren Selbstinduktion Induktiver Widerstand Elektrische Schwingungen Schwingkreis! Geschlossene elektrische Feldlinien Schwingender elektrischer Dipol In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben Optik Elektromagnetische Wellen Strahlender Dipol Spektralbereiche!! Wellenausbreitung! Geometrische Optik Lichtbündel Spiegelung Brechung! Dispersion Linsen! Abbildung mit Linsen! Abbildungsgleichungen! Abbildung durch einfache Brechung Auge Fehlsichtigkeit und Brillen Optische Instrumente! Intensität und Farbe Strahlungs- und Lichtmessgrößen Optische Absorption! Temperaturstrahlung Farbsehen Wellenoptik Polarisiertes Licht Interferenz! Kohärenz Dünne Schichten und Beugungsgitter Beugungsfiguren und Auflösungsvermögen! Quantenoptik Lichtquant Energiezustände und Spektren Laser Röntgenstrahlen!! Compton-Effekt 308

6 Inhaltsverzeichnis XV Röntgendiagnostik Elektronenoptik Elektronenbeugung Elektronenmikroskope Unschärferelation In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben Atom- und Kernphysik Aufbau des Atoms Bohr sches Atommodell Elektronenwolken Pauli-Prinzip Charakteristische Röntgenstrahlung Aufbau des Atomkerns Kernspinresonanztomografie (MRT) Nukleonen und Nuklide!! Massendefekt Radioaktivität!! Nachweis radioaktiver Strahlung Zerfallsgesetz!! Kernspaltung und künstliche Radioaktivität Antimaterie! In Kürze Fragen und Übungen Verständnisfragen Übungsaufgaben Ionisierende Strahlung Dosimetrie Energie- und Äquivalentdosis!! Ionendosis Aktivität und Dosis!! Strahlennutzen, Strahlenschaden Radioaktive Tracer Strahlentherapie Natürliche Exposition Zivilisationsbedingte Exposition Strahlenschutz In Kürze Übungen Übungsaufgaben 348

7 XVI Inhaltsverzeichnis 10 Antworten und Lösungen Kapitel 1: Grundbegriffe Kapitel 2: Mechanik des starren Körpers Kapitel 3: Mechanik deformierbarer Körper Kapitel 4: Mechanische Schwingungen und Wellen Kapitel 5: Wärmelehre Kapitel 6: Elektrizitätslehre Kapitel 7: Optik Kapitel 8: Atom- und Kernphysik Kapitel 9: Ionisierende Strahlung 364 Serviceteil 365 Physikalische Formelsammlung 366 Stichwortverzeichnis 373

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