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.

Autorentext

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".

Inhalt

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 - ß -Zerfall 230

Zu viele Protonen 230

Große Kerne - -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