Brechungsfehler: Chromatische Aberration
Da zB blaues Licht anders als zB rotes gebrochen gebrochen wird, erhält man ein farbumrandetes Bild
Lösung: zweite Linse -> Brennweitendifferenzen werden wieder ein Brennpunkt
Q= (Farraday)
Q= F*n
In welchem Frequenzbereicht liegen die Ultraschallwellen, die im Bereich der Diagnostik verwendet werden?
zwischen 1 MHz und 20 MHz
Longitudinalwellen
Schwingrichtung in Ausbreitungsrichtung
Coulombsche Gesetz: Verdoppelt sich der Abstand,
reduziert sich die Kraft um 1/4
R=
(l*p)/A
Parallelschaltung
Iges= I1+I2+...+In
1/Rges= 1/R1+1/R2+...+1/Rn
Wie groß ist etwa der Abstand zwischen Valenz- und Leitungsband bei elektrischen Leitern, Halbleitern und Isolatoren?
Der "Abstand" wird in eV angegeben, da es sich um den Energieabstand in einem Termschema handelt. Die Energieabstände betragen etwa 0eV, 1eV und mehr als 5eV
Formel P [W]
P= E/t [J]/[t]
Je höher die Temperatur einer Lösung, desto
größer wird der osmotische Druck
Die Brechkraft von zwei hintereinander gestellten Linsen ist...
Die Brennweite von zwei hintereinander gestellten Linsen ist...
größer als die der einzelnen Linsen.
kleiner als die jeder einzelnen.
Farben
Farbkreis nach Newton
um einen Gegenstand sehen zu können muss der Sehwinkel
mindestes 1`= 1/60° betragen
Wie entsteht das Magnetfeld der Erde?
Durch Ionenströme im Erdinneren
Energie Photon E=
h*v= (h*c)/v
Schallgeschwindigkeit in Luft
ca. 340 m/s
Wie viel Entropie enthält 1cm³ Wasser?
3,88Ct
Reihenschaltung
Uges= U1+U2+...+Un
Rges= R1+R2+...+Rn
Q=
n*e
Wheatstone'sche Brücke
Frequenz v= [Hz]
1/T
Kurz-/ Weitsichtigkeit bezeichnet immer das, was man ... kann
gut
Beugung ist vernachlässigbar wenn
die Öffnung sehr viel größer als lambda ist
Halbleiter-Dioden
Transversalwellen
Schwingrichtung senkrecht zu Ausbreitungsrichtung
Entropiestrom P=
lambda* A* (delta T/ delta x)
Zentripedalkraft Fzp=
m*r*omega2
F=
Q*v*B
Licht E=
m*c2
Aufladen Kondensator
Reflexion an glatter Fläche ->
Spiegelung
Um welchen Faktor unterscheidet sich c1 von c2 weil T1=0,5 und T2=0,05?
Transmission verringert sich um 10 -> Extinktion erhöht sich um 1
Luminenszenz
Objekt sendet Licht aus
Was passiert an einer Engstelle mit dem Druck in der Flüssigkeit?
Er sinkt -> Hydrodynamisches Paradoxon
Reflexion Gesamtwinkel
IMMEr 180°
Kondensator E=
U/d = delta phi/ d
Schwungräder
L= omega*m*r2
Fehler Sehen
Weitsichtiges Auge
zu kurz
Sammellinse
Erdbeschleunigung
10 m/s²
Für welche Messungen wird ein Ozilloskop verwendet?
Messung von Spannungen, die sich zeitlich ändern
1C=
6,242*1018 Elementarladungen
Brechung von Luft in Wasser
Zum Lot hin
Entladen Kondensator
Was passiert wenn man einen Kasten mit 100% reflektierenden Wänden.
Der Kasten wird schwerer.
Streuung ->
Ablenkung in verschiedene Richtungen
Verformbarkeit
elastisch, viskoelastisch, plastisch
Energiestrom P=
v*F
Wie viel Ct muss man Wasser entziehen, um es von 20°C auf 0°C zu kühlen?
280Ct
Lochkamera: Blende wird vergrößert ->
mehr Lichteinfall (-> Bild wird heller)
Punkt wird zu Kreis (Unschärfe)
Reflexion Einfallswinkel
=Ausfallswinkel
Kennlinie biologisches Gewebe
Fehlt eine Farbe im Farbkreis
Gegenstand und Bildgröße
G Gegenstandgröße
B Bildgröße
g Gegenstandsweite
b Bildweite
G/g=B/b
bzw.
G/B=g/b
Elektrizitätsleitung in Halbleitern
Polarimeter
Je größer die Potentialdifferenz,
desto stärker I,
desto kleiner der Widerstand
Farraday-Konstante
96500 C/mol
Freier Fall v=
g*t
Je kleiner die Querschnittsfläche A und je größer die Länge l,
desto größer der Wärmewiderstand
Welchen Energiebereich des elektromagnetischen Spektrums kann das menschliche Auge wahrnehmen?
ca 1,5 bis 3 eV
Stromstärke I=
N/t
I=
Q/t
Stehen zwei Polarisationsfilter senkrecht aufeinander
wird kein Licht durchgelassen
Druck p= [Pa]
F/A [N]/[m²]
Welche Veränderungen führen zur Veränderung von laminarer zu turbulenter Strömung?
- zunehmender Rohrradius
- abnehmende Viskosität
- höhere Geschwindigkeit
Feldlinien
Wärmewiderstand Rw=
1/ lambda
Durch eine Stenose halbiert sich der Druckmesser in einer Vene. Was trifft auf den Druck zu?
Er vervierfacht sich
Abbildungsmaßstab V=
B/G
c ist isotonisch ->
c ist gleich
Brechung: Nicht parallele Grenzflächen ->
Abgelenkter Strahl
Ultraschall Diagnostik: A-Mode
(A: Amplitude)
Senden von Schallwellen
Empfangen
Auf Bildschirm registriert
Dickenmessung x= (c*t)/z
Endoskop
Stromstärke in zB Roher I=
v/t = (l*A)/t = v*A = const.
Zugspannung
Impulsstrom nach links o. oben
Fehlt eine Farbe im Farbkreis
An Äquipotentiallinien ist
keine Spannung messbar
Beugung
Licht, das durch Materie hindurchgetreten ist, nennt man
transmittiertes Licht
Elektromagnetische Wellen
"links" vom sichtbaren Spektrum
Ultraviolett
Elektrisches Feld E Feldlinien
von + zu -
Stefan-Boltzmann-Gesetz
I1/I2=(T1/T2)4
Was versteht man unter "Schnelle" in Bezug auf Wellen
Bezeichnet die Geschwindigkeit des Wellenträgers beim Durchgang der Welle (nicht Ausbreitungsgeschwindigkeit!)
Polarisationsmikroskop
Sauerstoff und Kohlendioxidanteil in ausgeatmeter Luft
4% Kohlendioxid
17% Sauerstoff
Stoffmenge n
=c*v
Photofragmention
Kurze Laserimpulse
delta phi=
U
c ist hypotonisch ->
c1 > c2
hypo = weniger
Effekte Laser
Leiter im el. Feld
Farraday'scher Käfig
Näherungsformel für Däpfung von Ultraschall im Gewebe
D = x*v [dB]=[cm]*[MHz]
Anregung Photon
A*=A+y
Auslösen der stimulierten Emission
Ultraschalldiagnostik M-Mode
(M: Motion)
Die selben Strahlen zu verschiedenen Zeitpunkten
Analog zu A-Mode
=> Dickenänderungsdarstellung
Sichtbares Spektrum Mensch
ca 380-750nm
Mit welchem Spannungstypen lässt sich ein Transformator betreiben?
Nur mit Wechselspannung
Je größer U, desto
kleiner der für den Energietransport benötigte elektrische Strom
Je größer der Einfallswinkel alpha, desto
geringer IT
desto größer IR
Wie kann man die Energiediffernez zwischen zB einem besetzen und einem unbesetzen Niveau verändern?
Indem man zB andere Halbleitersubstanzen bzw. Dotierungen verwendet
Wie groß ist der Abbildungsmaßstab eines Bildes, das an einer Zerstreuungslinse entsteht?
Es entsteht ein virtuelle Bild mit einem Abbildungsmaßstab, der immer kleiner als 1 ist
Durch welche Größe wird das Auflösungsvermögen eines optischen Mikroskops physikalisch begrenzt?
Wellenlänge des verwendeten Lichts.
e-
m: 9,11*10-31
Q: -1,601*10-19
Magnetisches Feld H=
F/Qm =... s. FS
Reflexion an rauer Fläche
-> Reflexion in alle Richtungen
Delta E (Wärme)=
c*m* delta T
Feldstärke E=
P/Q
Brechungsfehler: Astigmatismus
Verschiedene Krümmungsradien der OF -> Ein Punkt wird als zwei Brennstriche abgebildet -> Bild wird unscharf
Lösung: Vorsetzen einer Zylinderlinse
vgl. abnorme Krümmung der Hornhaut
Einfallswinkel R=
R(alpha)
Elektromagnetische Wellen
Formel Verbreitung
Intensität nimmt mit 1/r² ab
[Siemens]=
[1/ Ohm]
Photoablation
Absprengen oberflächlicher Gewebeschichten
Wie sieht ein Diagramm aus, das die Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe über dem Erdboden beschreibt?
Fallende Exponentialfunktion
Wie verändert sich die Löslichkeit von Gasen in Wasser bei Temperaturerhöhung?
Wird schlechter
R=
U/I
Impuls p=
E/c= h/lambda
Intensität (=Energiestrom pro Fläche) I=
P/A= E/(A*t) [J/(m²*s) = W/m²]
Positive Ladungsträger bewegen sich
zum niedrigeren Potential
-> el. Strom von hohem zu niedrigem Potential
Teilchenmenge 1 mol
ca. 6*10²³ Teilchen
Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig
vom Medium
Ladungsspeicherung: Je größer A,
desto größer das gespeichertes Q (bei gleichem Potential)
Arbeit/ Energieumladung E=
delta phi/ s
Gasgesetz: Verdoppelt sich T,
verdoppelt sich auch p
Je kleiner der Wärmewiderstand,
dest größer Is
Brechkraft und Brennweite sind... proportial zueinander
indirekt
Temperaturverlauf bei zB Wasser in den Übergängen der Aggregatszustände
T= konst.
Intensität I=
P/A = (v*F)/ A = v*p
um einen Gegenstand sehen zu können muss der Sehwinkel
mindestes 1`= 1/60° betragen
Fehler Sehen
Kurzsichtiges Auge
zu lange
Zerstreuungslinse
c=
lambda/ T= lambda*v (da v= 1/T)
Leitfähigkeit rho=
1/p
Wie viel Ct braucht man, um 1kg Eis zu schmelzen?
1200Ct
Zwei-Lochkamera
Gibt zwei scharfe Bilder, die voneinander getrennt sind
Idee: Verschieben der Bild, bis sie aufeinander liegen
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
c ca. 300.000 km/s
Anwendung Wheatstone'sche Brücke
Druckmessung
Magnetische Flussdichte B=
my0*H+my
In welchem Bereich hören Menschen Schallwellen
ca. 20Hz bis 20kHz
Brechung: Parallele Grenzflächen ->
Parallel versetzer Strahl
Elektroskop
Hebelgesetz
rB*FB=rc*Fc
Sammellinsen erzeugnen hinter sich ein ... Bild
vergrößertes
außerdem ist es umgekehrt
Kondensator Speicherkapazität C=
Q/U= epsilon0* (A/d)
Leitwert
L= 1/R
omega=
phi/ t
Flaschenzug bei zB 8 Rollen
Oberflächenvergrößerung und Energiezufuhr
A= l* delta x
E= F*S = F* delta x
Alpha= Delta E/ delta A = F/l
Reihenschaltung Kondensator
Uges= U1+U2+...+Un
1/Cges= 1/C1+ 1/C2+...+ 1/Cn
Hall Effekt
Q=
I*t
Mit welcher mathematischen Funktion wird die Abnahme der Lichtintensität in einem halbtransparenten Medium beschrieben?
Abnehmende Exponentialfunktion
Gleichgewichte
Stabil, Instabil, Indifferent
F=
m*a
Floureszenz
Zusätzliche Energiespeicherung
Reflexionsgrad/-koeffizient R=
IR/IE
Bändermodell Basic
Dioden zur Lichterzeugung
Zu welcher physikalischen Größe ist die absolute Temperatur T eines Gasen direkt proportional?
Zur mittleren kin. Energie
Elektro-chemisches Potential eta
delta eta= delta phi* z*F* delta my
Wie verändert sich der Absorptionskoeffizient einer Lösung, wenn die Konzentration der Lösung halbieren
Absorptionkoeffizient ~ Konzentration
-> c wird auch halbiert
In Lösung ist die Absorption abhängig von
c
Je größer delta T, desto
größer der Entropiestrom Is
Stromdurflossener Leiter: ...Handregel
Rechte...
C=
m*c
Ultraschalldiagnostik B-Mode
(B: Brigtness)
Je stärker Signal der reflektierten Welle (je größer Amplitude n A-Mode), desto heller
verschiedene Strahlen nebeneinander
=> Darstellung Strukturen
Wie verändert sich der Widerstand in einem Messstreifen, wenn sich der Draht um 1% verlängert?
Ebenfalls um 1%, da der Widerstand proportional zu der Länge ist
Steuungslinsen erzeugen hinter sich ein ... Bild
kleineres
vgl. Auge = Bikonvexlinse
"Rechts" von sichtbaren Spektrum
Infrarot
Impulssträke F [N]
= p/t [Hy]/[t]
Coulombsche Gesetz: Verdoppel sich beide Ladungen,
vervierfacht sich die Kraft
Wenn A gegenüber B ist hypertonisch, so ist
die Konzentration in A größer als in B
Drehmoment rechts/ links
ML/R= rL/R*FL/R
Formel Transformator
Uprim/Usek=nprim/nsek
Isek/Iprim=nprim/nsek
Eine Schubspannung tritt immer dann auf, wenn
die Impulsrichtung und die Transportrichtung des Impulses unterschiedlich sind (zB. in strömenden Flüssigkeiten)
Schärfentiefe
Phosphoreszenz
"Nachleuchten" wenn t> 10-8s
Licht Energieträger E=
h*v= (h*c)/lambda
Kann man eine Elektrophorese auch mit Wechselspannung durchführen?
p=
m*v
Wheatstoneschone Brücke 2
Parallelschaltung Kondensator
Qges= Q1+Q2+...+Qn
Cges= C1+C2+...+Cn
Lichtgeschwindigkeit c=
lambda*v
Wann schaltet eine normale Haussicherung ab?
Bei Strömen von 10A oder 16A
Spontane und stimulierte Emission
Lorentz-Kraft (Formel s. FS)
Ist Q negativ...
... dreht sich die Richtung der Kraft um
c ist hypertonisch ->
c1 < c2
hyper = mehr
Von welcher Größe hängt die Geschwindigkeit ab, mit der ein Kondensator aufgeladen wird?
Vom Widerstand
Brennpunktstrahl
geht durch Brennpunkt F, nach Brechung parallel zur optischen Achse
Photodisruption
Plasma in tiefen Schichten
zB Tattooentfernung
Druckspannung
Impulsstrom nach rechts o. unten
Welche physikalischen Eigenschaften bestimmen die Größe der Schnelle eines Moleküls bei Durchgang der Schallwelle durch ein Medium?
Die Stärke des Drucks: je größer der Druck in der Schallwelle, desto größer die Schnelle
Schallwiderstand: Je größer dieser, desto kleiner die Schnelle
Photodisruption
Plasma in tiefen Schichten
zB Tattooentfernung
Leistung P=
U*I
Dopplereffekt
Sender und Empfänger bewegen sich relativ zueinander
R+T+A=
1
Brechungsfehler: Sphärische Aberration
Achsennahe Strahlen werden weniger stark gebrochen als Achsenferne
Lösung: Blende
Wann ist mit einem Umschlag von laminarer zu turbulenter Flüssigkeit zu rechnen?
Bei zunehmendem Rohrradius
1A =
2*10-7 N/m
Je kleiner die Querschnittsfläche A und je größer die Länge l,
desto größer der Wärmewiderstand
1 PS =
0,75kW
1 cal =
4,186J
Konstanter Energiestrom E=
F*v*t = F*s
Transformator Funktion
große in kleine Spannung oder umgekehrt
Nord-/ Südpol:
QMagnet= QNordpol+QSüdpol=0
Photonenstrom pro Fläche I=
n/(A*t) [mol/m²*s]
Spulenfeld
H=
B=
(n*I)/l
my0*(n*I)/l
Partialdruck von Sauerstoff auf der Erdoberfläche
210hPa
Zwei Lochkamera: Wie wird die Bildverschiebung erreicht?
Durch ein Prisma
0K=
-273,15
Polarisation erzeugt mithilfe
eines Polarisationsfilter
Steuungslinsen erzeugen hinter sich ein ... Bild
kleineres
vgl. Auge = Bikonvexlinse
Der Sauerstoffpartialdruck halbiert sich alle ... km
5,7
Schallgeschwindigkeit
1500m/s
746
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0
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