Physikpraktikum für Humanmediziner
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Versuche

 

Diese Anleitungen und Videos dienen dem Studium der Physik für Studierende der Humanmedizin der Ludwig-Maximilians-Universiät München und der Technischen Universität München. Ihre Vervielfältigung, Weitergabe oder Veröffentlichung ganz oder in Teilen ist genehmigungspflichtig.

Bitte benennen Sie die Datei des Vorprotokolls bzw. der Auswertung nach folgendem Schema: "Gruppe A01 Max Mustermann EKG Vorprotokoll.pdf"

Vielen Dank!

Zu den Versuchen gibt es Videos, die Ihnen die Geräte und den Versuchsablauf zeigen und erklären. Sie finden die Videos hier.

Besonderer Dank gilt dem Videoteam Pascal Laudenbach, Felix Balling, Leonard Doyle, Sonja Gerlach, Nadine Homburg, Christian Hunschell, Sandra Oefele, Thomas Rösch und Martin Speicher.

Außerdem finden Sie zu den physikalischen Inhalten der Versuche eine E-Learning-Plattform über die Virtuelle Hochschule Bayern, die wir Ihnen empfehlen. Sie finden sie hier.

Herzlichen Dank allen Beteiligten für ihr Engagement!


Größen mit Dimensionen und Einheiten

GDE Größentabelle (PDF)


 

AMW Auswertung von Messwerten

Hier wird der Umgang mit Messgrößen, Messabweichungen, Fehlerfortpflanzung,  Angabe des Endergebnisses mit angemessener Stellenzahl, sowie mit die graphischen Auswertung von Messwerten geübt.

Anleitung zur Auswertung von Messwerten (pdf, 510 kB, AKTUALISIERT am 03.10.2021)


Mechanik

 

FLU Flüssigkeitenmed.pdf

Die Physiologie des Blutkreislaufs setzt einerseits Vertrautheit mit dem Begriff "Viskosität" voraus. Andererseits sind Grundkenntnisse über das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten in Röhren als einfachste Modellbildung unumgänglich. Sie bestimmen die Viskosität von Öl mit Hilfe des Kugelfallviskosimeters, sowie die von Wasser mit Hilfe des Hagen-Poiseuille Gesetzes. Sie bestimmen die Oberflächenspannung von Wasser. Die Physiologie der Lungenaveolen setzt entsprechende Kenntnisse voraus. Anschließend untersuchen Sie die Osmose anhand einer Glucoselösung.

Versuchsanleitung (pdf, 11,4 MB)

Versuchsvideo FLU

Stichpunkte zur Vorbereitung

Aufgabensatz

 

SON - Sonographie

Der Versuch soll ein grundlegendes Verständnis über die Entstehung von Ultraschallbildern vermitteln. Die Grundlagen zur Physik der Wellen und deren Ausbreitung in Medien werden behandelt. Das Prinzip der Weg–Zeit–Messung mit Hilfe eines Ultraschallsensors und das Entstehen eines A-Bildes, wie auch eines B-Bildes werden  vorgestellt.  Dafür sind Teilversuche zur Schallgeschwindigkeitsbestimmung, Schallreflexion und Schallschwächung, sowie Versuche zur Entstehung eines B-Bildes notwendig. Des Weiteren wird die Abhängigkeit der Bildauflösung von der Frequenz des Ultraschalls erklärt und demonstriert werden.

Versuchsanleitung (pdf)

Versuchsvideo hier in Kürze

Stichpunkte zur Vorbereitung

Software-AScan

Video zur AScan-Software

 

M2 Schwingungen und Wellen

Schwingungen und Wellen Am Beispiel des Fadenpendels werden die Begriffe Frequenz, Auslenkung und Amplitude erläutert. Die Erdbeschleunigung am Ort wird bestimmt, sowie eine ausführliche "Fehlerrechnung" durchgeführt.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft, Eigenfrequenzen schwingender Luftsäulen, und der Adiabatenkoeffizient werden bestimmt. Die Versuche stellen die Grundlage für das Erarbeiten eines Verständnisses der Akustik des Hörvorgangs dar.

Versuchsanleitung (pdf)


Thermodynamik

GAS Ideale Gase, Phasenübergänge

Atemluft (bei Zimmertemperatur) kann in guter Näherung als ideales Gas betrachtet werden.Sie bestätigen experimentelle das Boyle-Mariotte'sche Gesetz. Der Versuch stellt Grundlagen für die Physiologie der arbeitenden Lunge bereit.

Wasser spielt in der Biochemie des Körpers eine überragende Rolle. Die Abhängigkeit der H2O-Phasen von Druck und Temperatur, sowie Kenntnisse über Verdampfen, Verdunsten und Kondensieren sind Grundlage für das Verständnis der Thermostatenfunktion des Körpers. Sie bestimen die Dampfdruckkurve von reinem Wasser im Bereich von Zimmertemperatur bis ca. 250°C.

Versuchsanleitung (pdf, 9,1 MB)

Versuchsvideo GAS

Stichpunkte zur Vorbereitung

Aufgabensatz

KAL Kalorimetrie

Der menschliche Körper arbeitet als exzellent thermostatisierter katalytischer "Ofen". Die entsprechende Physiologie setzt Grundkenntnisse in der Wärmelehre voraus.Sie bestimmen die Wärmekapazität von Wasser und Aluminium, sowie die spezifischen Schmelzenergie von Eis. Im Versuch werden diese Grundkenntnisse wie auch die für Wärmeausbreitungsmechanismen und thermodynamische Potentiale (Biochemie!) vermittelt.

Versuchsanleitung (pdf, 12,1 MB)

Versuchsvideo KAL

Stichpunkte zur Vorbereitung

Aufgabensatz


Optik

 

LIN Abbildung durch Linsen

Der Versuch demonstriert modellmäßig (fast) alle grundlegenden, geometrisch-optischen Abbildungsprobleme im Auge. Sie bestimmen die Brennweite von Linsen in Luft und messen den Astigmatismus. Sie untersuchen den Abbildungsvorgang in einem optischen Wannenmodell des Auges.

Versuchsanleitung (pdf, 13,5 MB)

Versuchsvideo LIN

Stichpunkte zur Vorbereitung

Aufgabensatz

 

OIN - Optische Instrumente: Mikroskop

Sie üben denUmgang mit dem Mikroskop. Sie bestimmen die Vergrößerung, die numerische Apertur und das Auflösevermögen. Sie bestätigen experimentell die Abbe'sche Theorie.

Es wird vor allem vermittelt, wie man das subjektive Empfinden der "Bildqualität" messbar quantifiziert. Der Versuch steht damit Modell auch für die Elektronenmikroskopie.

Versuchsanleitung (pdf, 9,7 MB)

Versuchsvideo OIN

Stichpunkte zur Vorbereitung

Aufgabensatz


Elektrizität

 

ZEL Grundlagen zellulärer Erregbarkeit

Elektrischer Widerstand eines metallischen Leiters. Kennlinie eines ohmschen Widerstands. Kennlinie einer Membran mit spannungsabhängigen Ionenkanälen. Untersuchung der elektrotonischen Erregungsausbreitung an einer dünnen, einer dicken sowie einer myelinisierten Nervenzelle.

Während Sie sukzessive ein Modell für eine Nervenzelle erarbeiten, lernen Sie die Begriffe Spannung, Strom und Widerstand kennenlernen. Dabei werden die geometrischen Abhängigkeiten des Widerstands eines metallischen Leiters, sowie die Kirchhoffschen Gesetze zur Beschreibung von Parallel- und Reihenschaltungen behandelt.

Versuchsanleitung in Kürze.

Versuchsvideo ZEL

Stichpunkte zur Vorbereitung

 

SIG Akustische und elektrische Signale

Darstellung akustischer Signale. Obertonspektrum und menschliches Hörvermögen. Auf- und Entladekurve eines Kondensators. RC-Glied zur Beschreibung einer Membran, sowie Veränderungen durch Myelin.

Mit einem Oszilloskop können schnell veränderliche Vorgänge gemessen werden. Die Möglichkeiten eines solchen Geräts werden sie anhand akustischer und elektrischer Signale kennen lernen. Neben der Anwendung der Fouriertransformation zur Analyse von Signale wird auch ein Modell für die Membran einer Nervenzelle erarbeitet.

Versuchsanleitung (pdf, 413 kB)

Versuchsvideo SIG, Vertonung in Kürze

Stichpunkte zur Vorbereitung

 

EKG Elektrokardiographie*

Eindimensionales Potential am menschlichen Arm. Aufnahme eines EKG-Signals. Bestimmung des Lagetypen anhand des EKG-Signals.

Im Experiment wird leitendes Kohlepapier als Modell für den menschlichen Körper verwendet. Wenn das zweidimensionale Feld eines Dipols rotiert, kann dies als vereinfachtes Modell für den Herzvektor, der die Erregungsausbreitung beschreibt, verwendet werden. Das Messen der zeitlich veränderlichen Spannung in Form einer Ableitung liefert Rückschlüsse auf Art und Lage des Herzvektors.

* Die Praktikumsleitung bedankt sich bei Herrn Prof. D. Schumacher, Uni Düsseldorf, für die freundliche Unterstützung bei der Entwicklung des Versuchs.

Versuchsanleitung (pdf)

Versuchsvideo hier in Kürze

Stichpunkte zur Vorbereitung


Atomphysik

 

ROE Röntgenstrahlung

Die Teilnehmer erwerben grundlegende Kenntnisse im Umgang mit Röntgenstrahlung, deren medizinischer Anwendung und den dazu verwendeten Geräten und Techniken.

Versuchsanleitung (pdf, 2.62 MB)

Versuchsvideo ROE

Stichpunkte zur Vorbereitung


Größen mit Dimensionen und Einheiten

GDE Größentabelle (pdf, 234 kB)


Hinweise zur Protokollführung und Auswertung

Musterprotokoll

Musterauswertung