Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner

Präsentation zum Thema: "Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner"—  Präsentation transkript:

1 Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner

2 Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner
Anmerkungen zur Organisation des Praktikums: Teilnehmer: Studenten der Medizin und Zahnmedizin (1.bzw. 2 Semester) Sommersemester 2008: 18 Gruppen mit je bis zu 12 Studenten (ca. 200 Studenten/Sem.) (fast) alle Versuche können in 2er- oder 3er-Gruppen durchgeführt werden Betreuer (Doktoranden, Diplomanden und student. Hilfskräfte) bleiben fest bei einer Gruppe “Scheinkriterien”: 10 mündliche Testate, 10 testierte Protokolle und Abschlussklausur

3 Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner
V 11 Hagen–Poiseuillesches Gesetz, Dopplersonographie V 14 Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop V 21 Linsengesetze und Linsenfehler V 22 Beugung des Lichts und Abbesche Theorie der Auflösungsgrenze optischer Geräte V 23 Lichtmikroskop, Köhlersches Beleuchtungsprinzip V 24 Optische Aktivität und Polarimetrie (Nachholversuch!) V 31 EKG und Wheatstonesche Brücke V 41 Bohrsches Atommodell, experimenteller Nachweis stationärer Atomzustände nach Franck und Hertz V 42 Messung der Reichweite von α– und β–Strahlen und der Schwächung von γ–Strahlen durch Materie V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen V 44 Magnetische Kernresonanz

4 V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop
Lernziele: Schallgeschwindigkeit in Gasen und Flüssigkeiten Longitudinale und transversale Wellen Phonskala der Lautstärke Rechenregeln für den Logarithmus Aufbau und Arbeitsweise der Braunschen Röhre Wirkunksweise von Mikrofon und Lautsprecher Anwendung von Schall und Ultraschall in der medizinischen Diagnostik Transversale Welle Longitudinale Welle

5 V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop
Versuchsteile: Kennenlernen des (Speicher)Oszilloskops: Vermessung der 50 Hz-Netzspannung Messung der Schallgeschwindigkeit in Luft und CO2: Messung von Weg und Zeit eines Schallimpulses Audiometrie Messung der Hörschwelle für verschiedene Frequenzen Abbildende Ultraschallsonographie Rekonstruktion einfacher geometrischer Objekte

6 V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop
Versuchsaufbau (Messung der Schallgeschwindigkeit) s = 1 … 2,5 m t = 2 … 6 ms

7 V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop
Versuchsauswertung (Messung der Schallgeschwindigkeit) Lineare Regression: cLuft > cCO2

8 V21 Linsengesetze und Linsenfehler
Lernziele: Geometrische Optik Reflexion und Brechung Linsen (dünne und dicke Linsen) Hintereinanderschaltung von Linsen Linsenfehler (Öffnungsfehler, Farbfehler und Astigmatismus) Brennweitenbestimmung nach Bessel Abbildung Bildkonstruktion bei einer dicken Linse

9 V21 Linsengesetze und Linsenfehler
Versuchsteile: Messung der Brennweite einer Linse Besselsches Verfahren Messung des Farbfehlers Besselsches Verfahren mit 2 Farbfiltern Messung des axialen Astigmatismus Abbildung durch Hinzufügen eines Astikorrekts Messung des Öffnungsfehlers Vergleich verschiedener Parallelstrahlen eines Lasers

10 V21 Linsengesetze und Linsenfehler
Versuchsaufbau (Brennweitenbestimmung nach Bessel)

11 V21 Linsengesetze und Linsenfehler
Versuchsaufbau (Messung des Öffnungsfehlers) Messung von l(x) als Maß für die Brechkraft der Linse

12 V21 Linsengesetze und Linsenfehler
Versuchsauswertung (Messung des Öffnungsfehlers) Nach außen zunehmende Brechkraft abhängig von Orientierung der Linse

13 V31 EKG und Wheatstonesche Brücke
Lernziele: Elektrische Ladung Elektrisches Feld und Potential Ohmsches Gesetz Kirchhoffsche Regeln Wheastonesche Brückenschaltung elektrolytische Leitfähigkeit Grundlagen zum Elektrokardiogramm (EKG)

14 V31 EKG und Wheatstonesche Brücke
Versuchsteile: Serien- und Parallschaltung von Widerständen Bedeutung des Innenwiderstandes eines Meßgerätes Potentialverteilung eines statischen Dipols im elektrolytischen Trog Messungen mit der Wheatstone Brücke Modellversuch zum EKG: rotierender Dipol in elektrolytischen Trog Messungen der Potentialdifferenzen mit dem Oszilloskop Aufnahme eines Elektrokardiogramms

15 V31 EKG und Wheatstonesche Brücke
Versuchsaufbau (Potentialverteilung eines zeitlich konstanten Dipols)

16 V31 EKG und Wheatstonesche Brücke
Versuchsaufbau (rotierender Dipol) Analogien des Modellversuchs Dipol Integralvektor Sich drehender, zeitlich variierender Dipol Erregung des Herzens Leitungswasser Körpergewebe Meßspitzen Ableitelektroden Mit konstanten Betrag Sinuskurve Mit zeitlich sich änderndem Betrag ”EKG-ähnliche” Kurve

17 V31 EKG und Wheatstonesche Brücke
Physikalische Erklärungen zum Elektrokardiogramm (EKG) Ableitungen nach Einthoven EKG als Projektion der zeitlichen Abfolge des intergralen Dipolvektors auf die Verbindungslinen der Ableitungselektroden Erklärung des integralen Dipolvektors

18 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Lernziele: Röntgenstrahlung und ihre Erzeugung Bremsspektrum charakteristisches Spektrum Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit Materie Filterung von Röntgenstrahlen Dosimetrie und Strahlenschutz

19 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Versuchsteile: Ionisierende Wirkung von Röntgenstrahlen Messung der Ionendosisleistung bei variablem Anodenstrom Entstehung des Bildkontrastes Röntgenaufnahme eines Objekts mit unterschiedlicher Absorption Wirkung des Abstandsquadratgesetzes (für den Strahlenschutz) Zählratenmessung von Röntgen-Quanten mit einem Szintillationszähler

20 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Versuchsaufbau (Röntgenröhre)

21 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Versuchsaufbau (Messung der Ionendosisleistung) Berechnung der Energiedosisleistung (x 34 eV)

22 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Belichtung eines Polaroid-Sofortbildes mit/ohne Aluminiumfilter Mit Alu-Filter: tbel=200 s, J =3,2·10-4 C/kg Ohne Alu-Filter: tbel=90 s, J =9,6·10-4 C/kg Berechnung des linearen Schwächungskoeffizienten

23 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Versuchsaufbau (Abstandsquadratgesetz) Quelle: β-Strahler, der ein Materieplättchen beschießt und so Bremsstrahlung erzeugt

24 V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen
Versuchsauswertung (Abstandsquadratgesetz) Auch die exakte Lage der Quelle x0 kann bestimmt werden.

25 Weitere Informationen
Posterwände (Hörsaalzentrum, ganztägig ) Besichtigung der Praktika (D-Gebäude, Donnerstag ab Uhr)