Physik - UZH
Physik für 1. Semester Medizin
Physik für 1. Semester Medizin
Fichier Détails
Cartes-fiches | 195 |
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Langue | Deutsch |
Catégorie | Physique |
Niveau | Université |
Crée / Actualisé | 14.12.2015 / 29.06.2017 |
Lien de web |
https://card2brain.ch/box/physik_uzh
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Intégrer |
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Wellenlängen des sichtbaren Lichts
ca. 700 nm (rot) - 400 nm (violett)
Erzeugung von Licht
Elektronen werden z.B. durch thermische Energie in einen angeregten Zustand gehoben
→ Beim Zurückfallen aus dem angeregten Zustand wird ein Photon ausgesandt
Lichtgeschwindigkeit
ca. 3 · 108 m/s (genau: 299792458 m/s)
Interferenz
· Überlagerung zweier oder mehrerer kohärenter Wellen
· Konstruktive Interferenz: Phasenunterschied von 0 oder ganzzahliges Vielfaches von 360° bzw. 2π (Wellen sind in Phase)
· Destruktive Interferenz: Phasenunterschied von 180° bzw. π oder ungeradzahliges Vielfaches davon (Wellen in Gegenphase)
Der Photoeffekt
· Ein Elektron wird durch Absorption eines Photons aus seiner Bindung gelöst
· Stromfluss ist proportional zur Lichtintensität
· Die maximale kinetische Energie der Elektronen ist abhängig von der Lichtfrequenz, nicht von der Intensität
· \(E_{kin_{max}} = h · f - W_A\) (WA = Austrittsarbeit der Elektronen im Metall)
Photon
· E = h · f (Energie eines Photons)
· p = h · f / c (Impuls eines Photons)
· auch Licht- / Strahlungs- oder Energiequant genannt
· Elementarteilchen
Reflexion
Einfallswinkel = Reflexionswinkel
Brechzahl n
\(n = {c \over c_m}\) ( c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum / cm = Lichtgeschwindigkeit im Medium )
Virtuelles Bild
· Es gehen keine Stahlen vom Bild aus
· Der Beobachter kann nicht unterscheiden, ob ein Spiegel da ist oder nicht
Sphärischer Spiegel
· Brennweite \(f = {1 \over 2} r\)
· nur achsennahe Strahlen gehen durch den Bildpunkt
· achsenferne Strahlen erzeugen unschärfe (sphärische Aberration)
Bildkonstruktion beim Hohlspiegel
· achsenparallele Strahl (rot) verläuft nach Reflexion durch den Brennpunkt
· Brennpunktsstrahl (grün) verläuft durch den Brennpunkt und wird achsenparallel reflextiert
· radialer Strahl (blau) verläuft durch den Krümmungsmittelpunkt des Spiegels und wird in sich selbst reflektiert
· zentraler Strahl (orange) trifft den Spiegel im Scheitelpunkt und wird unter dem gleichen Winkel zur Achse reflektiert
kohärente Wellen
· zeitlich konstante Phasenbeziehung
· gleiche Amplitude und Frequenz, aber um Phasenwinkel verschoben
Linsengleichung
\({1 \over g} + {1 \over b} = {1 \over f}\)
Brechkraft
\(\mathrm{Brechkraft} = {1 \over f}\) (Einheit: Dioptrien, wenn f in Meter eingesetzt wird)
Vergrösserung (bei einer Linse)
\(m = {B \over G} = - {b \over g}\)
Bildkonstruktion bei einer Streulinse
Gegenstand zwischen Brennpunkt und Sammellinse
· Bild ist virtuell, aufrecht und vergrössert
Weitsichtigkeit
· Ursache: zu kurzes Auge
· Korrektur: Sammellinsen (Plusgläser)
Kurzsichtigkeit
· Ursache: zu langes Auge
· Korrektur: Streulinsen (Minusgläser)
Stabsichtigkeit (Astigmatismus)
· Ursache: kein kugelförmiges Auge
· Korrektur: zylindrische Gläser
· Punkte werden in Striche abgebildet
· Gegenstände erscheinen verzogen
Unterschied Kamera / Auge
Kamera: Bildweite variabel / Brennweite konstant
Auge: Bildweite Konstant / Brennweite variabel
Dispersion
· Die Brechzahl n einiger Substanzen ist von der Wellenlänge / Frequenz abhängig
· rotes (langwelliges) Licht wird weniger stark gebrochen als blaues (kurzwelliges Licht)
· Licht wird deshalb von einem Glasprisma spektral zerlegt
Röntgenstrahlen (Erzeugung / Energie / kleinste Wellenlänge)
· Erzeugung von Röntgenstrahlen: Elektronen mit hoher kinetischer Energie werden durch Metall rasch abgebremst
· Die maximale Energie eines Röntgenquants ist höchstens so gross, wie die kinetische Energie eines Elektrons
· \(E_{max} = h · f_{max} < {1 \over 2} {{mv}_e}^2 = eU\)
· kleinste, mögliche Wellenlänge: \(\lambda_{min} = {c \over f_{max}} = {h \space · \space c \over e \space · \space U}\)
Beeinflussung der Röntgenstrahlen durch Strom und Spannung
· Strom (Heizleistung) bestimmt Anzahl freier Elektronen → mehr Strom → mehr Röntgenstrahlen
· Spannung (Hochspannung) bestimmt kinetische Energie der Elektronen
Charakteristische Röntgenstrahlung
Jedes Anodenmaterial erzeugt eine charakteristische Röntgenstrahlung
Absorption
· \(I(x) = I_0 · e^{-\mu x}\)
· Halbwertsdicke \(d_{1\over 2} = {ln \space 2 \over \mu}\)