UEber den Autor 9
Einleitung 21
Warum? 21
Physikalische Methoden in Diagnostik und Therapie 21
Physiologie 21
Naturwissenschaftliche und mathematische Grundlagen 22
Toerichte Annahmen ueber 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 Groessen und Einheiten 28
Kapitel 2 Durch Raum und Zeit 33
Grenzen der klassischen Mechanik 33
Laenge 34
Flaeche 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 luegen! 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: Gleichfoermig 51
Minimal aufregender: Gleichmaessig beschleunigte Bewegung 52
Fuer 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 Kraeften 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
Traegheitsmoment 79
Kreiselpraezession 80
Kapitel 6 Fluessigkeiten und Gase 83
Atome und Molekuele 83
Atommasse 84
Stoffmenge 85
Klassische Aggregatzustaende 86
Kohaesionskraefte 87
Adhaesionskraefte 88
Kapillaritaet 89
Hydraulik 90
Keine Problematik mit Hydrostatik 92
Hydrostatischer Druck 92
Archimedisches Prinzip 94
Keine Panik vor Hydrodynamik 97
Ideale und reale Fluessigkeiten 97
Laminare Stroemungen 97
Kontinuitaetsgesetz 98
Hydrodynamisches Paradoxon 98
Jetzt wird's zaeh: Viskositaet 100
Gesetz von Hagen-Poiseuille 102
Sedimentation 105
Turbulente Stroemungen 108
Ein Blick auf die Aerostatik 109
Boyle-Mariottesches Gesetz 109
Luftdruck 112
Teil II: Waerme 115
Kapitel 7 So schaut's aus: Phaenomenologische Waermelehre 117
Temperatur 117
Thermische Expansion 119
Laengenausdehnung 119
Volumenausdehnung 119
Ideales Gasgesetz 121
Gasgemische 124
Reales Gas 126
Kapitel 8 Jetzt wird's heiss: Waerme 127
Waermekapazitaet 127
Waermetransport 128
Konduktion 128
Konvektion 130
Radiation 130
Kapitel 9 Molekularkinetische Waermelehre 135
Waerme als Bewegungsenergie 135
Gemische 137
Diffusion 138
Osmose 140
Phasenuebergaenge 143
Verdunstung 145
Sieden 147
Phasendiagramm 148
Kapitel 10 Hauptsaetze der Waermelehre 153
Nullter Hauptsatz der Waermelehre 153
Erster Hauptsatz der Waermelehre 154
Zweiter Hauptsatz der Waermelehre 155
Dritter Hauptsatz der Waermelehre 157
Teil III: Elektrizitaetslehre 159
Kapitel 11 Geladen: Elektrostatik 161
Reibungselektrizitaet 161
Coulomb-Kraft 162
Elektrisches Feld 163
Elektrische Spannung 166
Elektrokardiogramm 167
Kondensator 169
Influenz 175
Galvanische Elemente 176
Kapitel 12 Vom Nord- zum Suedpol: Magnetostatik 181
Crazy magnets, how do they work? 181
Magnetisches Feld 183
Kapitel 13 Unter Strom: Elektrodynamik 185
Elektrische Stromstaerke 186
Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters 186
Magnetfeld einer Spule 188
Magnetismus 190
Diamagnetismus 191
Paramagnetismus 192
Ferromagnetismus 192
Hysterese 192
Drehspulmessgeraete 193
Lorentzkraft 194
Hall-Effekt 197
Leiter, Halbleiter und Isolatoren 199
Halbleiterdiode 201
Ohmsches Gesetz 202
Kirchhoffsche Regeln 204
Reihenschaltung von Widerstaenden 205
Parallelschaltung von Widerstaenden 206
Parallelschaltung von Kondensatoren 207
Reihenschaltung von Kondensatoren 208
RC-Glieder 208
Thermoelektrizitaet 211
Seebeck-Effekt 211
Peltier-Effekt 213
Wechselspannung 214
Oszilloskop 216
Elektrische Leistung 217
Elektromagnetische Induktion 220
Generator 220
Transformator 221
Selbstinduktion 223
Blindwiderstaende 226
Ladungstransport in Fluessigkeiten 230
Elektrophorese 232
Ladungstransport in Gasen 234
Teil IV: Schwingungen und Wellen 237
Kapitel 14 Schwingungen 239
Good vibes: Ungedaempfte Schwingungen 239
Bad vibes: Gedaempfte Schwingungen 242
Catastrophic vibes? Resonanz 243
Kapitel 15 Wellen 247
Schwingung auf Wanderschaft: Wellenausbreitung 248
Wellenarten 249
Wellenphaenomene 249
Huygenssches Prinzip 249
Reflexion 250
Brechung 252
Beugung 253
Interferenz 254
Doppler-Effekt 255
Polarisation 258
Kapitel 16 Schall 261
Schallwellen 261
Schallintensitaet 263
Mach mal lauter: Hoerschall 263
Lautsprecher/Mikrofon 264
Pegelgroessen 264
Psychoakustische Groessen 266
Ultraschall 268
Akustische Impedanz 269
Piezoelement 269
Daempfung 270
Sonographie 272
Teil V: Optik 275
Kapitel 17 Wellenoptik 277
Durch den AEther? Licht als elektromagnetische Welle 277
Lichtstrom, Lichtstaerke und Beleuchtungsstaerke 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
Sphaerische Aberration 302
Chromatische Aberration 302
Bildfeldwoelbung 303
Astigmatismus 303
Kapitel 19 Optische Systeme 305
Voller Durchblick: Augenmodell 305
Linsenformen 308
Kleines ganz gross: Mikroskop 309
Stereomikroskop 312
Aufloesungsvermoegen 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 Molekuele 331
Lecker Rosinenkuchen? 331
Rutherfordsches Atommodell 331
Bohrsches Atommodell 334
Teilchen-Welle-Dualismus 336
Pauli-Prinzip 338
Orbitalmodell 340
Kapitel 21 Roentgen 343
Lasst uns in die Roehre schauen! 343
Roentgenbremsstrahlung 347
Charakteristische Roentgenstrahlung 349
Wechselwirkung von Roentgenstrahlung mit Materie 352
Photoeffekt 352
Compton-Streuung 354
Paarbildung 354
Schwaechungsgesetz 356
Bildgebung 359
Computertomographie 362
Kapitel 22 Radioaktivitaet 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 - ??-Zerfall 372
Zu viele Protonen 376
Grosse Kerne - ?-Zerfall 379
Sehr grosse 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
Ortsaufloesung 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
