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Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 24. 9.2008 www.uni-tuebingen.de/iap/medprakt.html Physikalisches Praktikum für Mediziner und.

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Präsentation zum Thema: "Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 24. 9.2008 www.uni-tuebingen.de/iap/medprakt.html Physikalisches Praktikum für Mediziner und."—  Präsentation transkript:

1 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, Physikalisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner

2 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Longitudinale Welle Transversale Welle

5 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop Versuchsteile: Kennenlernen des (Speicher)Oszilloskops: Vermessung der 50 Hz-Netzspannung Messung der Schallgeschwindigkeit in Luft und CO 2: Messung von Weg und Zeit eines Schallimpulses Audiometrie Messung der Hörschwelle für verschiedene Frequenzen Abbildende Ultraschallsonographie Rekonstruktion einfacher geometrischer Objekte

6 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop Versuchsaufbau (Messung der Schallgeschwindigkeit) s = 1 … 2,5 m t = 2 … 6 ms

7 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V14: Schallgeschwindigkeit in Luft, abbildende Sonographie, Oszilloskop Versuchsauswertung (Messung der Schallgeschwindigkeit) c Luft > c CO2 Lineare Regression:

8 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V21 Linsengesetze und Linsenfehler Versuchsaufbau (Brennweitenbestimmung nach Bessel)

11 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V21 Linsengesetze und Linsenfehler Versuchsaufbau (Messung des Öffnungsfehlers) Messung von l(x) als Maß für die Brechkraft der Linse

12 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V21 Linsengesetze und Linsenfehler Versuchsauswertung (Messung des Öffnungsfehlers) Nach außen zunehmende Brechkraft abhängig von Orientierung der Linse

13 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V31 EKG und Wheatstonesche Brücke Versuchsaufbau (Potentialverteilung eines zeitlich konstanten Dipols)

16 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V31 EKG und Wheatstonesche Brücke Versuchsaufbau (rotierender Dipol) Analogien des Modellversuchs DipolIntegralvektor Sich drehender, zeitlich variierender Dipol Erregung des Herzens LeitungswasserKörpergewebe MeßspitzenAbleitelektroden 1.Mit konstanten Betrag Sinuskurve 2.Mit zeitlich sich änderndem Betrag EKG-ähnliche Kurve

17 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V31 EKG und Wheatstonesche Brücke Physikalische Erklärungen zum Elektrokardiogramm (EKG) Erklärung des integralen Dipolvektors Ableitungen nach Einthoven EKG als Projektion der zeitlichen Abfolge des intergralen Dipolvektors auf die Verbindungslinen der Ableitungselektroden

18 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, 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 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen Versuchsaufbau (Röntgenröhre)

21 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen Versuchsaufbau (Messung der Ionendosisleistung) Berechnung der Energiedosisleistung (x 34 eV)

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

23 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen Versuchsaufbau (Abstandsquadratgesetz) Quelle: β-Strahler, der ein Materieplättchen beschießt und so Bremsstrahlung erzeugt

24 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, V 43 Schwächung und Dosimetrie von Röntgenstrahlen Auch die exakte Lage der Quelle x 0 kann bestimmt werden. Versuchsauswertung (Abstandsquadratgesetz)

25 Alexander Gerlach, Institut für Angewandte Physik Tübingen, Weitere Informationen Posterwände (Hörsaalzentrum, ganztägig ) Besichtigung der Praktika (D-Gebäude, Donnerstag ab Uhr)


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