Seien wir doch ehrlich: Es gibt Fächer, da lernt man stur auswendig. Andere hingegen muss man wirklich verstehen und da braucht es Übung. Physik zählt zu den letzteren. Das mag lästig sein, aber Hilfe naht: Die Übungen in diesem Buch helfen Ihnen beim Verständnis von Mechanik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Schwingungen und Wellen, Optik und Atomphysik. Knappe Auffrischungsinformationen und zahlreiche Beispiele ermöglichen es Ihnen, passives Wissen wieder zu aktivieren, und so ist dieses Buch für Sie ein hilfreicher Trainer vor Ihrer Physikprüfung.
Inhoudsopgave
Über den Autor 9
Einleitung 19
Keine Panik 19
Törichte Annahmen über den Leser 19
Wie dieses Buch aufgebaut ist 20
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 20
Wie es weitergeht … 20
Teil I: Mechanik 21
Kapitel 1 Physik als messende Wissenschaft 23
Internationales Einheitensystem (SI) 23
Präfixe 23
Übungsaufgaben 24
Lösungen 25
Kapitel 2 Durch Raum und Zeit 27
Fläche und Volumen 27
Winkel 28
Periodendauer und Frequenz 29
Vektoren 29
Übungsaufgaben 30
Fläche und Volumen 30
Winkel und Frequenz 30
Vektoren 31
Lösungen 33
Kapitel 3 Messfehler und Fehlerfortpflanzung 39
Mittelwert, Standardabweichung und Standardfehler 39
Modalwert, Median und Perzentile 40
Fehlerfortpflanzung 41
Übungsaufgaben 41
Lösungen 44
Kapitel 4 Bewegend: Kinematik 47
Langweiligste Bewegung: Gleichförmig 47
Minimal aufregender: Gleichmäßig beschleunigte Bewegung 47
Für Adrenalin-Junkies: Freier Fall 48
Jetzt geht’s rund: Rotation 49
Übungsaufgaben 49
Gleichförmige Bewegung 49
Beschleunigte Bewegung 50
Rotation 51
Lösungen 52
Kapitel 5 Kraftvoll: Dynamik 57
Newtonsche Axiome 57
Erstes Newtonsches Axiom 57
Zweites Newtonsches Axiom 57
Drittes Newtonsches Axiom 58
Gravitation 58
Zentrifugalkraft 58
Drehmoment 59
Druck 59
Hookesches Gesetz, Normalspannungen 59
Arbeit und Leistung 60
Energie 60
Impuls und Drehimpuls 61
Übungsaufgaben 61
Dichte, Kraft, Drehmoment, Verformung 61
Arbeit, Energie, Leistung, Impuls 62
Lösungen 64
Kapitel 6 Flüssigkeiten und Gase 71
Atommasse 71
Stoffmenge 72
Oberflächenspannung 72
Hydraulik 72
Hydrostatischer Druck 73
Archimedisches Prinzip 73
Laminare Strömungen 73
Kontinuitätsgesetz 74
Gesetz von Hagen-Poiseuille 74
Sedimentation 74
Turbulente Strömungen 75
Ein Blick auf die Aerostatik 75
Übungsaufgaben 75
Atommasse, Stoffmenge 75
Hydrostatik 76
Hydrodynamik 77
Aerostatik 80
Lösungen 80
Teil II: Wärme 87
Kapitel 7 So schaut’s aus: Phänomenologische Wärmelehre 89
Temperatur 89
Thermische Expansion 90
Ideales Gasgesetz 90
Gasgemische 91
Übungsaufgaben 91
Lösungen 93
Kapitel 8 Jetzt wird’s heiß: Wärme 97
Wärmekapazität 97
Wärmetransport 98
Konduktion / Wärmeleitung 98
Konvektion / Wärmeströmung 98
Radiation / Wärmestrahlung 98
Übungsaufgaben 99
Wärmekapazität 99
Wärmetransport 100
Lösungen 101
Kapitel 9 Molekularkinetische Wärmelehre 105
Wärme als Bewegungsenergie 105
Osmose 105
Phasenübergänge 106
Phasendiagramm 106
Übungsaufgaben 107
Lösungen 109
Kapitel 10 Hauptsätze der Wärmelehre 113
Nullter Hauptsatz der Wärmelehre 113
Erster Hauptsatz der Wärmelehre 113
Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre 114
Dritter Hauptsatz der Wärmelehre 114
Übungsaufgaben 114
Lösungen 115
Teil III: Elektrizitätslehre 117
Kapitel 11 Geladen: Elektrostatik 119
Coulomb-Kraft 119
Elektrisches Feld 119
Elektrische Spannung 120
Kondensator 120
Übungsaufgaben 121
Elektrisches Feld, Spannung 121
Kondensator 122
Lösungen 123
Kapitel 12 Vom Nord- zum Südpol: Magnetostatik 129
Übungsaufgaben 130
Lösungen 131
Kapitel 13 Unter Strom: Elektrodynamik 133
Elektrische Stromstärke 133
Lorentzkraft 134
Ohmsches Gesetz 134
Kirchhoffsche Regeln 135
Elektrische Leistung 136
RC-Glieder 136
Wechselspannung 137
Elektromagnetische Induktion 138
Blindwiderstände 138
Ladungstransport in Flüssigkeiten 139
Übungsaufgaben 139
Elektrischer Strom, Magnetfeld 139
Ohmsches Gesetz, elektrische Leistung 140
Wechselspannung, Induktion, RC-Glied 144
Elektrolyse 145
Lösungen 145
Teil IV: Schwingungen und Wellen 155
Kapitel 14 Schwingungen 157
Schwingungen 157
Resonanz 158
Übungsaufgaben 158
Lösungen 160
Kapitel 15 Wellen 163
Reflexion, Brechung und Interferenz 163
Dopplereffekt 164
Übungsaufgaben 164
Lösungen 166
Kapitel 16 Schall 169
Übungsaufgaben 170
Lösungen 173
Teil V: Optik 177
Kapitel 17 Wellenoptik 179
Lichtstrom, Lichtstärke und Beleuchtungsstärke 179
Photonenenergie 181
Beugungsgitter 181
Übungsaufgaben 181
Lösungen 183
Kapitel 18 Geometrische Optik 187
Reflexion und Brechung 187
Linsen 188
Abbildungen 188
Virtuelle Bilder 189
Abbildungsfehler 189
Übungsaufgaben 190
Lösungen 193
Kapitel 19 Optische Systeme 197
Voller Durchblick: Augenmodell 197
Kleines ganz groß: Mikroskop 198
Keine Angst vor Extinktion: Spektralphotometer 199
LASER 199
Übungsaufgaben 199
Augenmodell 199
Lichtmikroskop 201
Spektralphotometer 202
LASER 203
Lösungen 204
Teil VI: Atomphysik 211
Kapitel 20 Atome und Moleküle 213
Bohrsches Atommodell 213
Pauli-Prinzip 213
Moleküle 214
Übungsaufgaben 215
Lösungen 215
Kapitel 21 Röntgen 217
Lasst uns in die Röhre schauen! 217
Röntgenbremsstrahlung 218
Charakteristische Röntgenstrahlung 219
Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie 220
Übungsaufgaben 220
Lösungen 224
Kapitel 22 Radioaktivität 229
Zerfallsgesetz 229
Zerfallsarten 230
Zu viele Neutronen – β− -Zerfall 230
Zu viele Protonen 230
Große Kerne – α-Zerfall 231
Ionisierende Strahlung 231
Strahlendosis 231
Übungsaufgaben 232
Radioaktive Isotope und Zerfallsarten 232
Aktivität und Dosis 234
Lösungen 236
Kapitel 23 Magnetresonanztomographie 243
Spinnen die Kerne? 243
Übungsaufgaben 244
Lösungen 245
Periodensystem der Elemente 247
Teil VII: Top-Ten-Teil 249
Kapitel 24 Fast zehn Tipps, um sich perfekt auf die Klausur vorzubereiten! 251
Abbildungsverzeichnis 253
Stichwortverzeichnis 257
Over de auteur
Oliver Klein studierte in Marburg, danach in Frankfurt Physik und promovierte ebenda. Seit 2007 ist er akademischer Oberrat und leitet das Praktikum ‘Physik für Mediziner’ an der Goethe-Universität. Seit 2011 hält er auch die entsprechende Vorlesung. Er ist Autor von ‘Physik für Mediziner für Dummies’.
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