Versuche im Physikalischen Praktikum für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten

Versuch 1: Optische Bauelemente und geometrische Optik

Ziel dieses Versuchs ist es, sich mit der Funktionsweise von optischen Instrumenten, wie dem Auge und dem Mikroskop, und deren Bauteilen vertraut zu machen. Er setzt sich aus drei Teilen zusammen:

Bestimmung der Brennweite von Linsen und Linsensystemen.
Aufbau eines Projektionsapparates.
Korrektur von Sehfehlern.

Literatur:

Harten, Kap. 7.2.1 - 7.2.12;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 19, 20;
Harms, Kap. 7.1 - 7.2.5.
Deetjen/Speckmann, Kap. 3.3.1 - 3.3.3.

Grundbegriffe:
Brechungsgesetz, Linsengesetze, Sehfehler, Lupe, Mikroskop.

Versuch 2: Die Kunst des Messens

Grundlage der Bewertung eines physikalischen Experimentes ist das Ergebnis zusammen mit einer Abschätzung seiner Gültigkeit. Ziel dieses Versuches ist es, die Genauigkeit einer Messung mittels der Fehlerechnung abzuschätzen. Der Versuch gliedert sich in drei Teile:

Bestimmung der Reaktionszeit eines Studenten und die Auswertung des Versuches mit statistischen Methoden.
Bestimmung von systematischen und statistischen Fehlern anhand einer Frequenzmessung.
Bestimmung der Erdbeschleunigung.

Literatur:

Harten, Kap. 1.31;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. A1; A2;
Harms, Kap. 9.1 - 9.2.

Grundbegriffe:

Darstellung von Meßgrößen, Fehlerrechnung, Fehlerfortpflanzung, Normalverteilung, Histogramm.

Versuch 3: Klassische Mechanik

Ziel des Versuches ist es, in die Methodik physikalischen Messens einzuführen und mit der Auswertung von Experimenten vertraut zu machen. Der Versuch gliedert sich in drei Teile:

Messung des Weg-Zeit-Gesetzes für das Abrollen einer Kugel in einer schiefen Winkelschiene.
Bestimmung der Erdbeschleunigung g .

Literatur:

Harten, Kap. 1, 2;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap.1, 2, 3, 4;
Harms, Kap. 1, 9;
Deetjen/Speckmann, Kap. 3.6.

Grundbegriffe:

Fehlerrechnung, Statistik, Kinematik (Translations- und Rotationsbewegungen), freier Fall, Masse, Kraft, Newtonsche Axiome, potentielle und kinetische Energie, Energieerhaltungssatz, Arbeit, Leistung.

Versuch 4: Kalorimetrie

Ziel des Versuches ist es, Sie mit einigen grundlegenden Begriffen aus der Wärmelehre vertraut zu machen. Der Versuch gliedert sich in zwei Teile:

Bestimmung der spezifischen Wärme einiger Stoffe.
Bestimmung der latenten Wärme (Schmelzwärme, Verdampfungswärme) von Wasser.

Literatur:

Harten, Kap. 5
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 8, 9, 10, 12, 13.3.7;
Harms, Kap. 3;
Deetjen/Speckmann, Kap. 14.1.

Grundbegriffe:

Spezifische Wärme, Schmelz - und Verdampfungswärme, Kelvin-Skala.

Versuch 5: Oberflächenspannung und Viskosität

In diesem Versuch sollen Sie zwei Eigenschaften von Flüssigkeiten kennenlernen, die Oberflächenspannung und die Viskosität (innere Reibung). Er gliedert sich in zwei Teile:

Bestimmung der Oberflächenspannung aus der kapillaren Steighöhe.
Messung der dynamischen Viskosität nach Hagen-Poiseuille für verschiedene Temperaturen.

Literatur:

Harten, Kap. 3 (insbesondere 3.3 - 3.5), 5.1.1
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 5 (insbesondere 5.1.2.4, 5.1.3., 5.3), 8.4 8.5;
Harms, Kap. 2, 3.11, 3.12;
Deetjen/Speckmann, Kap. 7.1; 7.3.1 - 7.3.2; 7.4.1; 8.1; 8.2.

Grundbegriffe:

Oberflächenspannung, Kapillarwirkung, laminare und turbulente Strömungen, Viskosität, Hagen-Poiseuille-Gesetz, Arrhenius-Gesetz

Versuch 6: Gleichstrom und Gleichspannung

Ziel dieses Versuches ist es, die dem Transport mengenartiger Größen (Masse, Ladung, Energie) zugrundeliegenden Zusammenhänge kennenzulernen.

Literatur:

Harten, Kap. 6.1; 6.2; 6.4.1 - 6.4.4; 6.6.1 - 6.6.3; 6.9;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 14.1 - 14.6; 14.7.3; 15.2.3.4;
Harms, Kap. 4.1 - 4.4; 4.7; 4.10.2; 4.10.3;
Deetjen/Speckmann, Kap. 2.1; 2.2.

Grundbegriffe:

Strom, Spannung, Ohmsches Gesetz, spezifischer Widerstand, Kirchhoffsche Gesetze, Serien- und Parallelschaltung, Spannungsteiler, elektrische Leistung, Kondensator.

Versuch 7: Schallwellen

Hauptziel dieses Versuches ist es, Wellenerscheinungen in der Akustik aufzuzeigen und die Analogien aller Wellenerscheinungen in der Elektrizitätslehre, der Akustik und der Optik deutlich zu machen. Er gliedert sich in zwei Teile:

Bedienung eines Oszilloskops.
Interferenz von Schallwellen.
Eigenschwingungen eines akustischen Resonators.

Literatur:

Harten, Kap. 4;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 7.1, 7.6 - 7.12;
Harms, Kap. 6.3.1; 6.3.2;
Deetjen/Speckmann, Kap. 3.4.1 - 3.4.5, 3.4.9 - 3.4.12.

Grundbegriffe:

Wellen (longitudinal, transversal), Interferenz, Eigenschwingungen, Resonanz, Phasenverschiebung, Schallgeschwindigkeit, Schallintensität, Oszilloskop.

Versuch 8: Interferenz und Beugung von Licht (Wellenoptik)

Ziel des Versuches ist es, den Wellencharakter des Lichtes an einigen Beispielen zu untersuchen. Dabei soll der Zusammenhang mit anderen Wellen (z.B. Schall) erarbeitet und das Verständnis für praktische Auswirkungen geweckt werden
(z.B. Auflösungsvermögen eines Mikroskopes). Der Versuch gliedert sich in zwei Teile:

Interferenz zweier Lichtstrahlen.
Beugung am Gitter.

Literatur:

Harten, Kap. 4.1.5; 4.2; 7.1; 7.4.2 - 5; 7.5.3;
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 17.10; 18.1-3;
Harms, 6.4; 7.1; 7.1.2; 7.2.5; 7.5.

Grundbegriffe:

Interferenz, Reflexion, kohärentes Licht, Beugung am Gitter, Spektrum, Laser.

Versuch 9: Wechselwirkung von Licht mit Materie

Ziel des Versuches ist es, Sie mit der Wechselwirkung von Licht mit Materie vertraut zu machen. Der Versuch gliedert sich in drei Teile:

Polarisation durch Reflexion.
Optische Aktivität.
Absorption von Licht.

Literatur:

Harten, Kap. 6.12.7; 7.1.1; 7.3.2; 7.4.1; 9
Trautwein/Kreibig/Oberhausen, Kap. 14.9.7; 18.4.2; 18.4.4; 18.4.5; 18.5.1; 18.6.1-18.6.3; 21.2.1 - 21.2.9;
21.3.3 - 21.4.
Harms, Kap. 7.4; 7.3.2.

Grundbegriffe:

Polarisation, Brewster-Winkel, optische Aktivität, Extinktion, Dosimetrie.