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Biophysik Klausur grafik (Magnetische Felder grafik (Beschreibung…
Biophysik Klausur
Elektrische Felder
Elektrische Sinnesorgane
wahrnehmen elektrische Felder
Über Zellmembran -Erregung ins Gehirn
Gallertartige Flüssigkeit - Am Ende Elektrorezeptoren- Öffnen Ionenkanäle in Zellmembran
Beschreibung Elektrischer Felder
Beschreibung
Raum-Körper erfährt elektrische Felder
Darstellung durch Feldlinien
Richtung Kraft gekennzeichnet
Abstand- Feld Stark o. schwach
Homogenes Feld
Feld überallgleiche Richtung und Stärke
parallele Linien alle gleicher Abstand
Radialsymmetrisches Feld
Eigenschaften
Stehen auf Leiterflächen senkrecht
Elektrische Feldlinien schneiden sich nicht
Von positiv zu negativ
Physikalische Größen
Ladung
positive und negative Ladungen
gleichnamige stoßen sich ab -gegensätzliche ziehen sich an
Formelzeichen Q
Ladung- Erhaltungsgröße
Tritt nur als vielfaches Elementarladung auf
e= 1,6022x10^-19C
Kann im geschlossenen System weder weder erzeugt noch vernichtet werden
Potential
E pot = m x g x h = const. x g x h
Auf gleicher Höhenlinie gleiche potentielle Energie
Abhängig -Nullpunkt Höhenmessung
Eel = Q x Y = const. x Y
Y beschreibt elektrisches Feld an jedem Punkt
Potentialunterschiede zwischen a und b lassen sich als Spannung messen
Ladung die sich von A nach B bewegt,ändert Energie um EelB -EelA = Q (YB - YA)
Stromarbeit Draht -Erwärmung
W= U x I x delta t = Q x U
Potential = Y
Feldstärke
E = Potentialunterschied/ Wegstrecke = delta Y / delta x
Homogenes Feld
E =U/d
Radialsymmetrisches Feld
E= 1/4pi x (größe e) x Q/r^2
Steilheit des Potentialgefälles
Kapazität
Ladungsspeicher bei best Spannung
Formel
: C = Q/U
C= (größe e) x A/d
Plattenkondensator
größe e = elektrische feldkonstante
A = Fläche in m^2
d= Abstand der Platte
Formel :
delta E = U x Q
Energie eines Kondensators
Formel :
E kond = 1/2 x U0 x Q0 = 1/2 x (Q0^2/C) =
1/2 x U0^2 x C
Verringerung Energie - hin und her schwingen Kugl
Zitteraal
Elektrische Erregung des Herzens
Funktion
Elektrischer Impuls - Sinusknoten
Über Leitungsbahnen- AV -Knoten
Aufbau
Anwendung
Magnetische Felder
Magnetische Sinnesorgane
Beschreibung magnetischer Felder
Magnetfelder lassen sich durch Feldlinien beschreiben
verlaufen vom magnetischen Nord zum Südpol
Es existieren keine magnetischen Ladungen
Feldlinien sind immer geschlossen
Die magnetische Flussdichte
Keine Äquipotentiallinien
quantifizieren -Stromdurchflossener Leiter
F -- I
F-- s
Größer s größer Fl
Formel
:B = F/I x s
größer I größer Fl
Kräfte im Magnetfeld
Das Fadenstrahlrohr-Experiment
Die Lorentzkraft
Formel : FL = q x v x B
Massenspektrometer
Prinzipieller Aufbau und Funktion
Wienscher Filter
- Kräfte Ausgleich magnetische Kraft u. elektrische Kraft -
Geschwindigkeit
Formel
: q x v x B = q x E --
v = E / B
Teilchen weiter in Magnetfeld - Lorenzkraft zwingt sie auf
Kreisbahn
Formel
: q x v x B2 = m x (v^2 / r)--
m = (q x B1 x B2 x r ) / E
Das Erdmagnetfeld
Erde -großer aber schwacher Magnet - Umgekehrte Verhältnisse
Lebenswichtig weil:
Von Sonne kommt sehr starker Plasmawind
Hoch energetische Ladungsträger
Protonen und elektronen
Wird von Erdmagnetfeld festgehalten
Erhält die Atmosphäre
Orientierung für Lebewesen
Mikroskopie
Vergrößerung eines optischen Instruments
Forme
l V = tan alpha mit /tan alpha ohne = B mit / B ohne
V Lupe = B lupe / B ohne = s / f
S= 25 cm
Optisches Mikroskop
Okular
Linse "am" Auge
Objektiv
: Linse "am"Objekt
Tubus
: Abstand Okularlinse - Objektivlinse (Hauptebenen )
V Mik = V Ob x V Ok = s / f Ok x t / f Ob
das Auflösungsvermögen
Beugungsscheiben nur voneinander getrennt wahrnehmbar : sin alpha = (1,22 x lamda) / d
