Das Studium der Medizin ist anstrengend und zeitintensiv und dann muss man sich auch noch mit Physik herumschlagen. Oliver Klein erklärt Ihnen in diesem Buch praxisnah die nötigen Grundlagen, und macht nebenbei klar, warum ein grundlegendes Verständnis für die Physik für Mediziner so wichtig ist. Von Mechanik über Elektrizitätslehre und Optik bis zu Schwingungen und Atomphysik ist alles dabei, was Sie als angehender Mediziner laut Gegenstandskatalog des IMPP über Physik wissen müssen. Durch zahlreiche Abbildungen und viele Beispiele aus der Praxis sind komplexe Themen plötzlich ganz leicht verständlich. So kann das Physikum kommen!
Inhaltsverzeichnis
Ü ber den Autor 9
Einleitung 21
Warum? 21
Physikalische Methoden in Diagnostik und Therapie 21
Physiologie 21
Naturwissenschaftliche und mathematische Grundlagen 22
Tö richte Annahmen ü ber den Leser 22
Wie dieses Buch aufgebaut ist 22
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 23
Wie es weitergeht 23
Teil I: Mechanik 25
Kapitel 1 Physik als messende Wissenschaft 27
In die Zukunft sehen 27
Physikalische Grö ß en und Einheiten 28
Kapitel 2 Durch Raum und Zeit 33
Grenzen der klassischen Mechanik 33
Lä nge 34
Flä che 35
Volumen 35
Winkel 36
Wie die Zeit vergeht 39
Vektoren 40
Kapitel 3 Messfehler und Fehlerfortpflanzung 43
Systematische Abweichungen 43
Statistische Abweichungen 44
Absolute und relative Fehler 46
Du sollst nicht lü gen! Nur signifikante Stellen angeben! 47
Median, Modalwert und Perzentile 48
Wie sich Fehler fortpflanzen (ab 18) 49
Beispiel Multiplikation/Division 49
Beispiel Addition/Subtraktion 50
Kapitel 4 Bewegend: Kinematik 51
Translation 51
Langweiligste Bewegung: Gleichfö rmig 51
Minimal aufregender: Gleichmä ß ig beschleunigte Bewegung 52
Fü r Adrenalin-Junkies: Freier Fall 54
Jetzt geht's rund: Rotation 55
Scheinbeschleunigungen 56
Kapitel 5 Kraftvoll: Dynamik 59
Newtonsche Axiome 59
Erstes Newtonsches Axiom 60
Zweites Newtonsches Axiom 60
Drittes Newtonsches Axiom 60
Masse 61
Gravitation 61
Komponentenzerlegung von Krä ften 62
Reibung 63
Zentrifugalkraft 64
Drehmoment 65
Schwerpunkt 66
Druck 69
Verformungen 70
Plastische Verformung 70
Elastische Verformung 70
Arbeit und Leistung 74
Energie 75
Impuls 78
Drehimpuls 78
Trä gheitsmoment 79
Kreiselprä zession 80
Kapitel 6 Flü ssigkeiten und Gase 83
Atome und Molekü le 83
Atommasse 84
Stoffmenge 85
Klassische Aggregatzustä nde 86
Kohä sionskrä fte 87
Adhä sionskrä fte 88
Kapillaritä t 89
Hydraulik 90
Keine Problematik mit Hydrostatik 92
Hydrostatischer Druck 92
Archimedisches Prinzip 94
Keine Panik vor Hydrodynamik 97
Ideale und reale Flü ssigkeiten 97
Laminare Strö mungen 97
Kontinuitä tsgesetz 98
Hydrodynamisches Paradoxon 98
Jetzt wird's zä h: Viskositä t 100
Gesetz von Hagen-Poiseuille 102
Sedimentation 105
Turbulente Strö mungen 108
Ein Blick auf die Aerostatik 109
Boyle-Mariottesches Gesetz 109
Luftdruck 112
Teil II: Wä rme 115
Kapitel 7 So schaut's aus: Phä nomenologische Wä rmelehre 117
Temperatur 117
Thermische Expansion 119
Lä ngenausdehnung 119
Volumenausdehnung 119
Ideales Gasgesetz 121
Gasgemische 124
Reales Gas 126
Kapitel 8 Jetzt wird's heiß : Wä rme 127
Wä rmekapazitä t 127
Wä rmetransport 128
Konduktion 128
Konvektion 130
Radiation 130
Kapitel 9 Molekularkinetische Wä rmelehre 135
Wä rme als Bewegungsenergie 135
Gemische 137
Diffusion 138
Osmose 140
Phasenü bergä nge 143
Verdunstung 145
Sieden 147
Phasendiagramm 148
Kapitel 10 Hauptsä tze der Wä rmelehre 153
Nullter Hauptsatz der Wä rmelehre 153
Erster Hauptsatz der Wä rmelehre 154
Zweiter Hauptsatz der Wä rmelehre 155
Dritter Hauptsatz der Wä rmelehre 157
Teil III: Elektrizitä tslehre 159
Kapitel 11 Geladen: Elektrostatik 161
Reibungselektrizitä t 161
Coulomb-Kraft 162
Elektrisches Feld 163
Elektrische Spannung 166
Elektrokardiogramm 167
Kondensator 169
Influenz 175
Galvanische Elemente 176
Kapitel 12 Vom Nord- zum Sü dpol: Magnetostatik 181
Crazy magnets, how do they work? 181
Magnetisches Feld 183
Kapitel 13 Unter Strom: Elektrodynamik 185
Elektrische Stromstä rke 186
Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters 186
Magnetfeld einer Spule 188
Magnetismus 190
Diamagnetismus 191
Paramagnetismus 192
Ferromagnetismus 192
Hysterese 192
Drehspulmessgerä te 193
Lorentzkraft 194
Hall-Effekt 197
Leiter, Halbleiter und Isolatoren 199
Halbleiterdiode 201
Ohmsches Gesetz 202
Kirchhoffsche Regeln 204
Reihenschaltung von Widerstä nden 205
Parallelschaltung von Widerstä nden 206
Parallelschaltung von Kondensatoren 207
Reihenschaltung von Kondensatoren 208
RC-Glieder 208
Thermoelektrizitä t 211
Seebeck-Effekt 211
Peltier-Effekt 213
Wechselspannung 214
Oszilloskop 216
Elektrische Leistung 217
Elektromagnetische Induktion 220
Generator 220
Transformator 221
Selbstinduktion 223
Blindwiderstä nde 226
Ladungstransport in Flü ssigkeiten 230
Elektrophorese 232
Ladungstransport in Gasen 234
Teil IV: Schwingungen und Wellen 237
Kapitel 14 Schwingungen 239
Good vibes: Ungedä mpfte Schwingungen 239
Bad vibes: Gedä mpfte Schwingungen 242
Catastrophic vibes? Resonanz 243
Kapitel 15 Wellen 247
Schwingung auf Wanderschaft: Wellenausbreitung 248
Wellenarten 249
Wellenphä nomene 249
Huygenssches Prinzip 249
Reflexion 250
Brechung 252
Beugung 253
Interferenz 254
Doppler-Effekt 255
Polarisation 258
Kapitel 16 Schall 261
Schallwellen 261
Schallintensitä t 263
Mach mal lauter: Hö rschall 263
Lautsprecher/Mikrofon 264
Pegelgrö ß en 264
Psychoakustische Grö ß en 266
Ultraschall 268
Akustische Impedanz 269
Piezoelement 269
Dä mpfung 270
Sonographie 272
Teil V: Optik 275
Kapitel 17 Wellenoptik 277
Durch den Ä ther? Licht als elektromagnetische Welle 277
Lichtstrom, Lichtstä rke und Beleuchtungsstä rke 278
Welle-Teilchen-Dualismus 280
Lichtbeugung und Interferenz 284
Doppelspalt 284
Gitter 285
Beugung am Spalt 287
Kapitel 18 Geometrische Optik 289
Wo Licht ist, ist auch Schatten 289
Reflexion und Brechung 290
Linsen 293
Abbildungen 295
Virtuelle Bilder 299
Abbildungsfehler 301
Sphä rische Aberration 302
Chromatische Aberration 302
Bildfeldwö lbung 303
Astigmatismus 303
Kapitel 19 Optische Systeme 305
Voller Durchblick: Augenmodell 305
Linsenformen 308
Kleines ganz groß : Mikroskop 309
Stereomikroskop 312
Auflö sungsvermö gen 313
Elektronenmikroskop 314
Keine Angst vor Extinktion: Spektralphotometer 316
Absorption von Licht 316
Transmission und Extinktion 320
Spektrometer 322
LASER 326
Teil VI: Atomphysik 329
Kapitel 20 Atome und Molekü le 331
Lecker Rosinenkuchen? 331
Rutherfordsches Atommodell 331
Bohrsches Atommodell 334
Teilchen-Welle-Dualismus 336
Pauli-Prinzip 338
Orbitalmodell 340
Kapitel 21 Rö ntgen 343
Lasst uns in die Rö hre schauen! 343
Rö ntgenbremsstrahlung 347
Charakteristische Rö ntgenstrahlung 349
Wechselwirkung von Rö ntgenstrahlung mit Materie 352
Photoeffekt 352
Compton-Streuung 354
Paarbildung 354
Schwä chungsgesetz 356
Bildgebung 359
Computertomographie 362
Kapitel 22 Radioaktivitä t 365
Das also ist des Atoms Kern 365
Protonen und Neutronen 365
Starke Wechselwirkung (Kernkraft) 366
Nuklidkarte 367
Zerfallsgesetz 368
Zerfallsarten 371
Zu viele Neutronen - ß -Zerfall 372
Zu viele Protonen 376
Groß e Kerne - -Zerfall 379
Sehr groß e Kerne - spontane Spaltung 381
Ionisierende Strahlung 381
Strahlendosis 382
Strahlungsmessung 386
Kapitel 23 Magnetresonanztomographie 391
Spinnen alle Kerne? 391
z-Magnetisierung 392
xy-Magnetisierung 395
Free Induction Decay 397
Ortsauflö sung 398
Ortskodierung (z) 398
Phasenkodierung (y) 399
Frequenzkodierung (x) 399
Teil VII: Top-Ten-Teil 403
Kapitel 24 Fast zehn Tipps, um geschmeidig durch die Klausur zu kommen! 405
Stichwortverzeichnis 407
