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Studienfach Physik für Medizin-, Biologie- und Gartenbaustudierende notwendig? Physik I Prof. Dr. E. Tiemann Universität Hannover, Institut für Quantenoptik.

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Präsentation zum Thema: "Studienfach Physik für Medizin-, Biologie- und Gartenbaustudierende notwendig? Physik I Prof. Dr. E. Tiemann Universität Hannover, Institut für Quantenoptik."—  Präsentation transkript:

1 Studienfach Physik für Medizin-, Biologie- und Gartenbaustudierende notwendig? Physik I Prof. Dr. E. Tiemann Universität Hannover, Institut für Quantenoptik Naturwissenschaftliches Studium Physik ist Grundlage von Naturvorgängen: mikroskopisch (Zelle, Nervenleitung, Energieumsatz,...) makroskopisch (Statik, Bewegung, Strömung, Atmung,...) Grundlagenkenntnisse der Naturwissenschaften notwendig! Vorbereitung neuer Erkenntnisse, neuer Methoden, neuer Modellbildungen, … Beruflicher Einsatz Diagnostik, Therapie (physikalische Methoden, Apparate,...)

2 Studienfach Physik Vorlesung systematischer Durchgang des Wissenschaftsgebiets Physik mit für Studienfach relevanten Schwerpunkten aber Verbindung zwischen den einzelnen Bereichen erstellen Vorbereitung zum Verständnis zukünftiger Entwicklungen in den medizinischen und biologischen Disziplinen Vorlesung erstreckt sich über Winter- und Sommersemester: Physik I und Physik II Tutorium Angebot zur Nacharbeit und Vertiefung, Begleitung neben Vorlesung Tu Praktikum Physik zum Anfassen, Messen, Auswerten und Umgang mit Geräten Me Bi

3 nach der Vorlesung, so lange der Hörsaal A frei danach eventuell im Praktikumsraum auf der linken Seite Sprechstunde im Hauptgebäude der Universität Welfengarten 1 Raum D130 Zeit: donnerstags bis Uhr Elektronische Sprechstunde Treffpunkt: IP Zeit: nach Vereinbarung Sprechstunde nach Vereinbarung Tel oder Sprechstunde

4 Forum zur Physik Fo Notebook University Pilotstudie wurde gefördert durch BMBF Notebook als Werkzeug während des Studiums Einsatz von elektronischen Medien und Hilfsmitteln Funklan im Hochschulgelände Zugangsberechtigung über Account Lehrmaterialien und Beispielsammlung

5 Leistungsnachweise Humanmediziner: Kurs im SS 2005, WS2005/06 und SS2006 Zahnmediziner: Kurs im SS 2005 Biologen, Gartenbauer und Pflanzenbiotechnologen : 2 Semester im 14-tägigen Rhythmus Voraussetzungen zur Scheinvergabe für Kurs Physik 1. Erfolgreiche Bearbeitung der Praktikumsversuche 2. Erfolgreiche Teilnahme an Teilklausuren während des laufenden Kurses Voraussetzungen zur Scheinvergabe für Fach Physik 1. Erfolgreiche Bearbeitung der Praktikumsversuche 2. Erfolgreiche Teilnahme an Kurzklausuren Voraussichtliche Termine: und

6 Lehrbücher Vorschläge Harten, Physik für Mediziner, Springer 2002 Trautwein, Kreibig, Hüttermann, Physik für Mediziner, Biologen, Pharmazeuten, de Gruyter 2004 Beide ergeben einen hinreichend vollständigen Überblick. Kamke, Walcher, Physik für Mediziner, Teubner 1994 Haas, Physik für Pharmazeuten und Mediziner, Wiss. Verlagsgesellschaft Stuttgart 2000 sehr viel umfangreicher, vielfältige Ergänzungen Pelte, Physik für Biologen, Springer 2004 sehr viel anspruchsvoller, mathematische Strukturen Prüfungskataloge ?Repetitorien ?

7 Nomenklatur PhysikPhysiologie Kraft (force)K Fläche (area)AF Beschleunigung (acceleration) b Einheit DruckPascal Pamm Hg

8 1. Grundbegriffe der Bewegung von Körpern (Mechanik) 1.1 Physikalische Größen und Messungen Beobachtungen: objektive subjektive Täuschungen ? Messen zur quantitativen Beschreibung Vergleich mit Maßstab liefert Wert Bericht: Protokoll zum Meßvorgang undErgebnis physikalische Meßgröße = (Wert ± Fehler) Einheit Fehlerintervall: z.B. (5,6 ± 0,5) m Interpretation 5,1m L 6,1m Wahrscheinlichkeit Geometrie Helligkeit und Farbedynamische Einflüsse Quadrate und Kreise drehende Spirale Q/K Sternscheibe S P

9 Internationales Maßsystem SI-Einheiten GrößeEinheitZeichenzur Definition Zeit1 Sekunde1 sVielfaches einer atomaren Schwingungsperiode Länge1 Meter1 mLaufstrecke von Licht in einer vorgegebenen Zeit Masse1 Kilogramm1 kgindividueller Block (von 1889) aus Pt / Ir elektrischer Strom 1 Ampere1 AKraftwirkung zwischen stromdurchflossenen Leitern Temperatur1 Kelvin1 KTripelpunkt von Wasser Stoffmenge1 Mol1 molZahl der Atome in 12 g Kohlenstoff 12 C Lichtstärke1 Candela1 cdLichtstrom (Strahlungsleistung) in den Raumwinkel dekadische Vielfache und Teile durch Vorsilben:..., G(Giga), M(Mega), k(kilo) m(milli), (mikro), n(nano), Größen- ordnung

10 zusammengesetzte Größen aus den Grundgrößen und -einheiten nach mathematischen Rechenregeln Fläche: z.B. RechteckA= l 1 l 2 in mm entspricht m 2 Volumen: z.B. QuaderV= A l in m 3 Physikalische Gleichungen fassen Aussagen aus Messungen zusammen m = l A Einheiten kgkg/m 3 mm2m2 Gleichung in Zahlen und Einheiten Fehlerrechnung siehe Praktikum

11 1.2 Raum und Zeit, Bewegung (Kinematik) Ort gleich Raumpunkt 3 Dimensionen 3 Koordinaten x y z orthogonale Richtungen x y z Ortsvektor mit Länge Abstand vom Ursprung Koordinatensystem (x,y,z) mit Ursprung (0,0,0)

12 Messung einer Bewegung Tabelle von Beobachtungszeiten t i und Ortsvektoren (x i,y i,z i ) t1t1 t2t2 t3t3... tntn (x 1, y 1, z 1 )(x 2, y 2, z 2 )(x 3, y 3, z 3 )... (x n, y n, z n ) Ortsvektoren Vektoraddition t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5 Bahnkurve Orts-Zeit-Kurve t y x z t t t t t t t t t tr

13 Geschwindigkeit Änderung des Ortes in einem Zeitintervall von t 1 nach t 2 t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5 t s1s1 s2s2 s3s3 s4s4 s5s5 s Einheit Meßvorgang für Geschwindigkeit für einen Ort: Meßreihe mit kleiner werdenden t Grenzübergang t 0 Schreibweise: v ist mittlere Geschwindigkeit in diesem Intervall benutze Index zur genauen Bezeichnung: v 12 Tachometer

14 Beschleunigung Änderung der Geschwindigkeit in einem Zeitintervall t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5 t s1s1 s2s2 s3s3 s4s4 s5s5 s v 12 v 23 v 34 v 45 v Einheit Grenzübergang wie bei Geschwindigkeit für Angabe zu einer Zeit Schreibweise: mathematisch:1. Ableitung2. Ableitung mittlere Beschleunigung im Zeitintervall

15 Bewegung und Vektor Änderung der Bewegung 3 Raumrichtungen möglich Geschwindigkeit Beschleunigung Vektoren

16 Typen von Bewegungsformen v = 0 und a = 0 Körper an festem Ort, in Ruhe v = v 0 und a = 0Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit

17 a = konstant Bewegung mit konstanter Beschleunigung allgemein: t v v v +a t v +a 2 t t t + tt + o o o o o o

18 Bewegung mit konstanter Beschleunigung allgemein tt0t0 t 0 + t x x x x 0 1 2

19 Freier Fall 0 20cm 80cm 180cm 320cm 500cm 720cm relativ 120cm Fallzeit Messung der Zeitintervalle g = 9,81 m/s 2 Zeitintervalle kürzer werdend Zeitintervalle gleich bleibend Animation

20 Drehbewegung Winkelgeschwindigkeit Winkelbeschleunigung Achse

21 Kreisfrequenz Periodische Bewegung x -x o x(t) o t x o mit konstanter Winkelgeschwindigkeit Frequenz Überlagerte Bewegung: z.B. Translation und Drehung

22 komplexe Bewegung Herzzyklus beim Hund mmHg Kraft

23

24 Tutoren Henning Rehbein Erstes Treffen und Verabredung der regelmäßigen Termine: Di Uhr Hörsaal C Gebäude I2

25 Praktikum Medizin Leiter: Dr. D. Wendlandt Tel Dr. B. Lücke Tel P. Dittmann Tel MHH Geb. I3 Ebene 3 Räume 3300 und 3290 Termine siehe WWW-Seite Räume: Geb. I2 rechts und links neben Hörsaal A Humanmedizin: Beginn 2. Hälfte SS2005 Zahnmedizin: Beginn SS2005

26 Praktikum Biologie und Gartenbau Leiter: Dr. R. Gaul Institut für Quantenoptik, Tel Ort: Institut für Quantenoptik, Welfengarten 1 Raum D123 Termine vierzehntägig donnerstags – Uhr: Gartenbau/Pflanzenbiotechnologie Beginn BiologieBeginn Listen zur Gruppeneinteilung: Aushang ab Freitag an Praktikumstür

27 Kreise, Quadrate

28

29 Tor

30 Drehende Scheiben

31 Fluktuierende Punkte


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