Physik für Mediziner im 1. Fachsemester

Transkript

1 Physik für Mediziner im 1. Fachsemester #2 15/10/2008 Vladimir Dyakonov

2 Frage des Tages Mit jedem Atemzug atmen wir einige Moleküle der Luft ein, die Julius Caesar bei seinem letzten Atemzug ausgeatmet hat. Handelt es sich dabei eher um: 1 Molekül oder Moleküle? Richtige Antwort: 1 Molekül (auch weil Moleküle 22,4l Volumen benötigen)

3 Inhalt der Vorlesung 0. Einleitung 1. Mechanik 2. Wärmelehre 3. Elektrizitätslehre 4. Optik 5. Atomphysik + Fehlerrechnung + Kernspinresonanz + Zusammenfassung

4 Literatur Bücher: Physik für Mediziner Haas (Wissenschaftl. Verlags mbh):physik für Pharmazeuten und Mediziner Hellenthal (Wissenschaftl. Verlags mbh) Physik für Mediziner und Biologen Trautwein, Kreibig, Oberhausen, Hüttermann (de Gruyter Verlag) Physik für Mediziner, Biologen und Pharmazeuten Harten (Springer-Verlag) Physik für Mediziner Jahrreiß (Deutscher Ärzteverlag) Einführung in die Physik Seibt (Thieme Verlag) Physik für Mediziner Bücher : für Physiker Gerthsen (Springer Verlag) Physik Tipler (Spektrum Verlag) Physik Giancoli (Prentice Hall) Physics for Scientists and Engineers

5 Mathematik Literatur H.U. Harten, H. Nägerl, H.D. Schulte (VCH Verlag) Mathematik für Mediziner G. Fuchs (Springer Verlag) Mathematik für Mediziner und Biologen Mathematik für Naturwissenschaftler Montag, 9-11 Uhr, HS A-Zentralgebäude Chemie Examen A. Jerrentrup, W. Seibt (Thieme Verlag) Physik für Mediziner (Originalprüfungsfragen mit Kommentar)

6 Milky Way Was Erde die Welt im Innersten zusammenhält Nanowelt 10+21m 10+7m

7 Gesetzmäßigkeiten Ziel jeder physikalischen Untersuchung ist die Aufdeckung von Gesetzmäßigkeiten Naturbeobachtung Quantitative Messung Deutung der Ergebnisse Anstelle der Naturbeobachtung tritt: Physikalisches Experiment unter festgelegten Bedingungen Zur Deutung kommt: Physikalisches Modell meist sehr vereinfachend Quantitative Vorhersagen

8 Physikalische Messgrößen und Einheiten Beobachten und Messen Physikalische Größe = Zahlenwert * Einheit symbolisch: G = {G} * [G] Die Zahl ist somit gleich der Physikalischen Größe durch die Einheit {G} = G / [G] Verknüpfung physikalischer Größen durch die Mathematik

9 Angabe von Zahlenwerten Wissenschaftliche Notation Zahlen werden als Zehnerpotenzen geschrieben: als 3, , als 5, Nur signifikante Stellen angeben Bei einem Messfehler von 1% ist die Angabe x= 5, nicht sinnvoll Besser: x= 5,74 ± 0,06

10 Maßsysteme und Maßeinheiten Physikalische Größe = Zahlenwert * Einheit SI-System: Int. Einheitensystem (SI = Systeme International d Unites) benutzt 7 Grundgrößen (Basisgrößen oder Basiseinheiten) Grundgröße Grundeinheit Einheiten zeichen Formel zeichen Dimension Länge Meter m l L Zeit Sekunde s t T Masse Kilogramm kg m M El. Stromstärke Ampere A I I Temperatur Kelvin K T Θ Lichtstärke Candela cd I ν J Stoffmenge Mol mol n, ν N

11 Größenordnungen Länge Ein Meter ist die Weglänge die Licht im Vakuum im Interval 1/ Sekunden zurücklegt Länge (oder Entfernung) Neutron oder Proton Atom Moleküle Halbleiterstrukturen Blatt Papier (Dicke) Finger Fußballfeld Mt. Everest Erde (Durchmesser) Erde Sonne Nächster Stern Nächste Galaxie Universum Meter (ca.) =0.1 nm 10-8 = 10 nm 10-7 =100 nm

12 Größenordnungen Zeit Eine Sekunde ist definiert als Perioden einer bestimmten Caesium Strahlung Zeitinterval Instabiles Elementarteilchen Radioaktive Halbwertszeit Molekülschwingungen Enzymatische Reaktionen Herzschlag (Maus) Herzschlag (Mensch) Tag Jahr Menschenleben Überlieferte Geschichte Menschen (Erde) Leben (Erde) Alter des Universums Sekunden (ca.) bis *10 7 2*

13 (Praktische) Längenmessung Zentimetermaß ± 1 mm Schieblehre ± 0,1 mm Mikrometerschraube ± 10 µm Elektronische Messung ± 0.1 µm

14 Frage des Tages Um welchen Betrag wird ein Autoreifen während einer Umdrehung unter normalen Fahrbedingungen abgerieben?