Physik I

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

2. Tutorium Angebot zur Nacharbeit und Vertiefung, Begleitung neben Vorlesung Tu Praktikum Physik zum Anfassen, Messen, Auswerten und Umgang mit Geräten Me Bi 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

3. Sprechstunde • 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 13.30 bis 14.30 Uhr • Elektronische Sprechstunde • Treffpunkt: IP 130.75.103.245 • Zeit: nach Vereinbarung • Sprechstunde nach Vereinbarung • Tel. 0511 762 2231 oder 2589 • Email: tiemann@iqo.uni-hannover.de • www.mh-hannover.de/einrichtungen/physik

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 www.ubicampus.mh-hannover.de/~physik/

5. Leistungsnachweise Humanmediziner: Kurs im SS 2005, WS2005/06 und SS2006 Zahnmediziner: Kurs im SS 2005 Voraussetzungen zur Scheinvergabe für Kurs Physik 1. Erfolgreiche Bearbeitung der Praktikumsversuche 2. Erfolgreiche Teilnahme an Teilklausuren während des laufenden Kurses Biologen, Gartenbauer und Pflanzenbiotechnologen: 2 Semester im 14-tägigen Rhythmus Voraussetzungen zur Scheinvergabe für Fach Physik 1. Erfolgreiche Bearbeitung der Praktikumsversuche 2. Erfolgreiche Teilnahme an Kurzklausuren Voraussichtliche Termine: 1.12.04 und 9.2.05

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

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

9. Größen- ordnung dekadische Vielfache und Teile durch Vorsilben: ..., G(Giga), M(Mega), k(kilo)  m(milli), m(mikro), n(nano), ... 109 106 103 1 10-3 10-6 10-9 Internationales MaßsystemSI-Einheiten

10. Physikalische Gleichungen fassen Aussagen aus Messungen zusammen m = r ∙ l ∙ A Gleichung in Zahlen und Einheiten Einheiten kg kg/m3 m m2 zusammengesetzte Größen aus den Grundgrößen und -einheiten nach mathematischen Rechenregeln Fläche: z.B. Rechteck A= l1 ∙ l2 in m∙m entspricht m2 Volumen: z.B. Quader V= A ∙ l in m3 Fehlerrechnung siehe Praktikum

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

12. Orts-Zeit-Kurve z Orts-Zeit-Kurve t Bahnkurve 1 r ( ) r t y t 2 t 8 t t 3 7 t 9 t 4 t 10 t 6 t 5 x Messung einer Bewegung Tabelle von Beobachtungszeiten ti und Ortsvektoren (xi,yi,zi) Ortsvektoren  Vektoraddition t3 t5 t2 t4 t1

13. v ist mittlere Geschwindigkeit in diesem Intervall Einheit benutze Index zur genauen Bezeichnung: v12 Schreibweise: Geschwindigkeit Änderung des Ortes in einem Zeitintervall von t1 nach t2 s s1 s2 s3 s4 s5 t5 t1 t2 t3 t4 t Meßvorgang für Geschwindigkeit für einen Ort: Meßreihe mit kleiner werdenden Dt  Grenzübergang Dt0 Tachometer

14. v v12 v23 v34 v45 s s1 s2 s3 s4 s5 t5 t1 t2 t3 t4 Einheit t mittlere Beschleunigung im Zeitintervall Schreibweise: mathematisch: 1. Ableitung 2. Ableitung Beschleunigung Änderung der Geschwindigkeit in einem Zeitintervall Grenzübergang wie bei Geschwindigkeit für Angabe zu einer Zeit

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

16. Typen von Bewegungsformen v = 0 und a = 0 Körper an festem Ort, in Ruhe v = v0 und a = 0 Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit

17. v v +a 2 Dt o v +a Dt o v o t t +Dt t +2Dt t o o o allgemein: à Bewegung mit konstanter Beschleunigung a = konstant

18. allgemein Bewegung mit konstanter Beschleunigung x x 2 x 1 x 0 t0 + Dt t0 +2Dt t0 t

19. Fallzeit relativ 36 720cm 120cm 25 500cm 320cm 16 9 180cm 4 80cm 20cm 1 0 Freier Fall Animation Zeitintervalle gleich bleibend Zeitintervalle kürzer werdend Messung der Zeitintervalle g = 9,81 m/s2 0

20. Winkelgeschwindigkeit Winkelbeschleunigung Drehbewegung Achse

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

22. komplexe Bewegung mmHg Herzzyklus beim Hund Kraft

23. www.ubicampus.mh-hannover.de/forum/

24. Tutoren Henning Rehbein Email henning.rehbein@aei.mpg.de Erstes Treffen und Verabredung der regelmäßigen Termine: Di 26.10.04 18.00 Uhr Hörsaal C Gebäude I2

25. Praktikum Medizin Humanmedizin: Beginn 2. Hälfte SS2005 Zahnmedizin: Beginn SS2005 Räume: Geb. I2 rechts und links neben Hörsaal A Termine siehe WWW-Seite www.mh-hannover.de/einrichtungen/physik/index.htm Leiter: Dr. D. Wendlandt Tel. 532 2975 Email: wendlandt.dirk@mh-hannover.de Dr. B. Lücke Tel. 532 4060 P. Dittmann Tel. 532 9175 MHH Geb. I3 Ebene 3 Räume 3300 und 3290

26. Praktikum Biologie und Gartenbau Ort: Institut für Quantenoptik, Welfengarten 1 Raum D123 Leiter: Dr. R. Gaul Institut für Quantenoptik, Tel. 762 2850 Email gaul@iqo.uni-hannover.de Termine vierzehntägig donnerstags 14.00 – 18.00 Uhr: Gartenbau/Pflanzenbiotechnologie Beginn 04.11.2004 Biologie Beginn 28.10.2004 Listen zur Gruppeneinteilung: Aushang ab Freitag an Praktikumstür http://www.iqo.uni-hannover.de/ap/

27. Kreise, Quadrate

29. Tor

30. Drehende Scheiben

31. Fluktuierende Punkte