Erste Hilfe - Chemie und Physik für Mediziner

Cover......Page 1
Erste Hilfe –\rPhysik und Chemie\rfür Mediziner,\r2. Auflage......Page 4
ISBN-13 9783642204135......Page 5
Vorwort zur 2. Auflage......Page 6
Vorwort zur 1. Auflage......Page 7
Die Herausgeber......Page 8
Die Autoren......Page 10
Inhaltsverzeichnis......Page 14
I Grundlagen......Page 16
1 Mathematische Grundlagen......Page 18
1.1.1 Der Begriff Gleichung......Page 19
1.2.1 Vektoren......Page 24
1.2.2 Skalare......Page 28
1.3 Trigonometrie......Page 29
1.3.2 Einheitskreis......Page 30
1.3.3 Satz des Pythagoras......Page 31
1.3.4 Schiefe Ebene......Page 32
1.4 Potenzen und Potenzfunktionen......Page 34
1.4.2 Potenzgesetze......Page 35
1.4.3 Potenzfunktionen......Page 36
1.4.4 Wachstums- und Zerfallsgesetz......Page 37
1.4.5 Exponential- und Logarithmusfunktionen......Page 39
1.5.1 Differenzialrechnung......Page 42
1.5.2 Integrale......Page 44
1.6 Messen und Messunsicherheiten – Statistik......Page 47
1.6.1 Messfehler......Page 48
1.6.2 Mittelwert, Standardabweichung, Messunsicherheit......Page 49
1.6.3 Fehlerfortpflanzung......Page 51
1.7 Graphische Darstellung von Zusammenhängen......Page 54
1.7.3 Material......Page 55
1.7.4 Grundlagen......Page 56
1.7.5 Messunsicherheiten......Page 57
1.7.7 Lineare Zusammenhänge......Page 58
2 Naturwissenschaftliche Grundlagen......Page 62
2.1.1 Angabe physikalische Größen – Messvorgang......Page 63
2.1.3 Abgeleitete und zusammengesetzte Einheiten......Page 64
2.1.5 »Exotische Einheiten«......Page 66
2.2.1 Atombau......Page 68
2.2.2 Bohr’sches Atommodell......Page 69
2.3 Stoffe & Co.......Page 70
2.3.2 Reinstoffe......Page 71
2.3.3 Gemische......Page 72
2.3.4 Was sind eigentlich Ionen?......Page 74
2.4.1 Masse......Page 76
2.4.4 Dichte......Page 78
2.5 Stöchiometrisches Rechnen......Page 80
2.5.3 Vorgehen bei stöchiometrischen Berechnungen......Page 81
II Physik......Page 86
3 Mechanik......Page 88
3.1.1 Grundgrößen der Mechanik: Länge, Zeit und Masse......Page 89
3.1.2 Bewegungen und Geschwindigkeit......Page 91
3.1.3 Kräfte......Page 94
3.1.4 Drehmoment und Hebelgesetze......Page 100
3.1.6 Kreisbewegung......Page 102
3.1.7 Arbeit, Leistung und Energie......Page 104
3.2 Verformbare Körper (Blutkreislauf)......Page 119
3.2.1 Verformung fester Körper – Elastizität......Page 120
3.2.2 Druck......Page 122
3.2.3 Kräfte an Grenzflächen......Page 129
3.2.4 Strömungen in Flüssigkeiten......Page 131
3.3 Mechanische Schwingungen und Wellen......Page 143
3.3.1 Mechanische Schwingungen......Page 144
3.3.2 Wellen......Page 149
3.3.3 Schall und Ultraschall......Page 159
4 Wärmelehre......Page 168
4.1.1 Temperatur und Temperaturskalen......Page 169
4.1.2 Thermische Ausdehnung......Page 170
4.1.3 Thermometer......Page 171
4.2 Wärme......Page 173
4.2.2 Kalorimeter......Page 174
4.2.4 Erster Hauptsatz der Wärmelehre......Page 175
4.2.5 Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre......Page 176
4.3.1 Thermische Zustandsgrößen......Page 179
4.4.1 Phasenübergänge und Umwandlungsenergien......Page 186
4.4.2 Vier Arten von Transportphänomenen......Page 193
4.5 Stoffgemische......Page 198
4.5.1 Gas in einer Flüssigkeit – Absorption......Page 199
4.5.2 Feststoff in einer Flüssigkeit......Page 200
4.5.3 Diffusion......Page 202
4.5.4 Osmose......Page 203
5 Elektrizitätslehre......Page 208
5.1.1 Elektrische Ladung – Reibungselektrizität......Page 209
5.1.2 Coulomb’sches Gesetz......Page 210
5.1.3 Elektrisches Feld......Page 211
5.1.4 Influenz......Page 212
5.1.5 Kondensator......Page 213
5.1.6 Elektrische Stromstärke......Page 214
5.2.1 Spannung......Page 216
5.3 Einfache Stromkreise......Page 218
5.3.1 Widerstand und Leitwert......Page 219
5.3.2 Spezifischer Widerstand und spezifische Leitfähigkeit......Page 221
5.3.3 Stromkreismodelle......Page 222
5.3.4 Elektrische Leistung und Arbeit......Page 224
5.3.5 Kondensator im Stromkreis......Page 225
5.4.1 Magnetismus......Page 228
5.4.2 Lorentz-Kraft, magnetische Feldkonstante, Permeabilitätszahl,magnetische Feldgrößen H und B, magnetischer Fluss......Page 231
5.4.3 Prinzip des Transformators......Page 235
5.4.5 Magnetresonanztomographie (MRT)......Page 236
5.5 Wechselspannung, Wechselstrom, biologische Wirkung......Page 238
5.5.1 Wechselstrom......Page 239
5.5.2 Elektrische Elemente im Wechselstromkreis......Page 241
5.5.3 Einfache Wechselstrom-Schaltkreise......Page 242
5.5.4 Menschlicher Körper im elektrischen Stromkreis und Schutzmaßnahmen......Page 245
5.6 Elektrizitätsleitung – Leitungsmechanismen......Page 247
5.6.1 Elektrizitätsleitung in Festkörpern......Page 248
5.6.2 Elektrizitätsleitung in Flüssigkeiten......Page 249
5.6.3 Elektrizitätsleitung in Gasen......Page 250
5.6.4 Elektrizitätsleitung im Vakuum......Page 251
6 Optik......Page 256
6.1 Licht......Page 257
6.1.1 Licht ist eine elektromagnetische Welle......Page 258
6.1.2 Licht besteht aus einzelnen Photonen......Page 259
6.1.3 Lichtquellen......Page 260
6.1.4 Lichtmessung......Page 262
6.2 Geometrische Optik......Page 264
6.2.1 Lichtbündel, Lichtstrahl......Page 265
6.2.2 Lichtausbreitung, Brechzahl, Stoffabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit......Page 266
6.2.3 Anwendung der Brechung/Abbildungen......Page 270
6.2.4 Bildentstehung......Page 272
6.2.6 Linsensystem......Page 275
6.2.7 Linsenarten......Page 276
6.2.8 Linsenfehler oder Abbildungsfehler......Page 278
6.2.9 Menschliches Auge......Page 279
6.3 Wellenoptik......Page 285
6.3.2 Beugung......Page 286
6.3.3 Polarisation des Lichts......Page 287
6.4 Optische Instrumente......Page 289
6.4.1 Lupe......Page 290
6.4.2 Mikroskop......Page 291
6.4.3 Fotometrie und Spektroskopie......Page 293
6.4.4 Polarimeter......Page 294
7 Ionisierende Strahlung......Page 298
7.1 Radioaktivität......Page 299
7.1.2 Definition der Radioaktivität......Page 300
7.1.3 Arten und Eigenschaften radioaktiver Strahlung......Page 301
7.1.4 Verschiebungsgesetze......Page 302
7.1.5 Zerfallsreihen und Nuklidtafel......Page 303
7.1.6 Zerfallsgesetz......Page 304
7.2.1 Aufbau und Funktionsprinzip einer Röntgenröhre......Page 307
7.2.3 Bildentstehung und Absorptionsgesetz......Page 309
7.2.4 Wechselwirkung zwischen γ-Strahlung und Materie......Page 311
7.2.5 CT, SPECT und PET......Page 313
7.3.1 Methoden zum Nachweis und zur Messung radioaktiver Strahlung......Page 315
7.3.2 Energiebegriffe......Page 317
7.3.3 Biologische Strahlenwirkung......Page 318
7.3.4 Strahlenschutz......Page 319
III Chemie......Page 322
8 Allgemeine Chemie......Page 324
8.1 Einführung......Page 325
8.2.1 Grundlagen zum Verständnis chemischer Verbindungen......Page 327
8.2.2 Ionenbindung......Page 330
8.2.3 Atombindung......Page 334
8.2.4 Molekülorbitale......Page 337
8.2.5 Metallische Bindung......Page 347
8.3.1 Massenwirkungsgesetz......Page 351
8.3.2 Säuren und Basen......Page 353
8.3.3 pH-Wert......Page 354
8.3.4 Löslichkeitsprodukt......Page 365
8.4 Oxidation – Reduktion......Page 369
8.4.2 Was ist eine Oxidation, was eine Reduktion?......Page 370
8.4.4 Aufstellen einer Redoxgleichung......Page 371
8.4.5 Redoxreihe......Page 373
8.4.6 Galvanisches Element......Page 375
8.4.8 Batterie......Page 377
8.4.9 Elektrolyse......Page 378
8.5 Chemische Reaktionsenergetik und -kinetik......Page 381
8.5.2 Energetik......Page 382
8.5.3 Reaktionskinetik......Page 389
8.5.4 Energieprofile......Page 395
9 Anorganische Chemie......Page 400
9.1.1 Historische Entwicklung......Page 401
9.1.3 Aufbau des Periodensystems......Page 402
9.1.4 Tendenzen innerhalb des Periodensystems......Page 404
9.2.2 Wichtige chemische Elemente und ihre Bedeutungfür den menschlichen Körper......Page 406
10 Organische Chemie......Page 416
10.1.1 »A short history of« – Organische Chemie......Page 417
10.1.2 Alkane......Page 419
10.1.3 Alkene......Page 423
10.1.4 Alkine......Page 425
10.1.5 Konstitution, Konformation, Konfiguration......Page 426
10.1.6 Aromaten und Heteroaromaten......Page 429
10.2 Verbindungen mit Heteroatomen......Page 433
10.2.2 Verbindungen mit Halogenen......Page 434
10.2.3 Verbindungen mit Sauerstoff......Page 437
10.2.4 Verbindungen mit Schwefel......Page 449
10.2.5 Verbindungen mit Stickstoff......Page 451
10.3 Grundlegende Reaktionstypen und -mechanismen der organischen Chemie......Page 454
10.3.2 Elementare Reaktionstypen......Page 455
10.3.3 Wichtige Reaktionsmechanismen......Page 457
10.3.4 Zusammensetzung von Elementarschritten: komplexere Mechanismen......Page 465
10.4 Einführung in die Naturstoffe: Kohlenhydrate, Fette und Aminosäuren......Page 472
10.4.1 Chemie der Kohlenhydrate......Page 473
10.4.2 Chemie der Lipide......Page 482
10.4.3 Chemie der Aminosäuren......Page 490
11 Komplexchemie......Page 500
11.2 Genereller Aufbau......Page 501
11.3 Struktur und Geometrie......Page 502
11.4 Chelatkomplexe......Page 504
11.5 Stabilität......Page 506
11.6 Isomerie......Page 508
11.7 Bindungstheorien......Page 509
12 Nomenklatur in der Chemie......Page 514
12.1 Einleitung......Page 515
12.2.2 Ionen und Salze......Page 516
12.2.3 Phosphate, Sulfate, Nitrate, Nitrite......Page 517
12.3 Funktionelle Gruppen und Ausnahmen......Page 519
12.4.1 Alkane, Alkene, Alkine......Page 520
12.4.2 Alkohole und Carbonyle......Page 523
12.4.3 Carbonsäuren......Page 524
12.5 Komplexnomenklatur......Page 525
Anhang......Page 528
A1.1 Mathematik − Kurzübersicht......Page 529
A1.2 Physik......Page 530
A1.3 Chemie......Page 533
A2 Quellenverzeichnis......Page 545
A3 Sachverzeichnis......Page 546