1 R. Erb Medizinische Analytik und Diagnostik
1R. Erb
Medizinische Analytik und Diagnostik
2R. Erb
– Schülerexperimente
– Schülerlabor „Mut zum Forschen“
– Modul „Medizinische Analytik und Diagnostik“
– Berührungslose Temperaturmessung
– Praktikumsexperimente (J. Sackmann)
– Besuch außerschulischer Lernorte zum Thema „Medizin“ (T. Jurke)
– Abschluss
3R. Erb
Schülerexperimente
im Labor:
Hochschulen, Forschungseinrichtungen
im Unterricht
freies Experimentieren:
Physik-Clubs, Experimentiernachmittage, Schülerforschungszentren
- erweiterte Experimentiermöglichkeiten
- Laborgerät und Hochschulatmosphäre
- Anbindung an Unterricht nur mittelbar
- vorgegebene Fragestellung
- enger Zeitrahmen
4R. Erb
www.mut-zum-forschen.de
– Nachmittagsangebot für Mädchen
– Feriencamps
– Angebote für Schulklassen
Module:- Wasser & Co.- Medizinische Analytik und Diagnostik
- Sonnenstrahlung und Sonnenschutz- Vom Fliegen und Fallen
5R. Erb
Medizinische Analytik und Diagnostik
– Anbindung der Unterrichtsinhalte an Alltag, Natur und Mensch gilt als interessefördernd.
– bioelektrische Signale (EKG, EEG)
– Röntgenbildgebung, Computertomographie (CT)
– Kernspin-Tomographie (MRT)
– Ultraschalldiagnostik
– Temperaturmessung
– Augenmedizinische Technik
– Blutdruckmessung
(vgl. Miericke, J. (2004). Medizinphysik und Medizintechnik. Unterricht Physik 15, Nr. 82. 8-9.)
6R. Erb
Temperaturmessung
Wärmeleitung
Strahlung
Ausdehnungsthermometer (Flüssigkeitsthermometer), Bimetallthermometer, Gasthermometer, Widerstandsthermometer, Thermoelement
Pyrometer, Bolometer, Thermosäule, Fotodiode
7R. Erb
Berührungslose Temperaturmessung
8R. Erb
9R. Erb
Q = c m ∆T
Intensität oder Energiestromdichte:
SB = Q/(t A) ≈ 1 kW/m²
Oberhalb der Atmosphäre:
SE = 1,37 kW/m² (Solarkonstante)
(Cornelsen: Physik Oberstufe)
10R. Erb
Strahlungsleistung der Sonne:
PSo = 4 π R² SE = 3,79�1023 kW (R Erdbahnradius)
Energiestromdichte an der Sonnenoberfläche SSo:
SSo ASo = SE AR (ASo Fläche Sonnenkugel)
SSo = SE AR/ASo = SE (R/RSo)²
= 1,37 kW/m² 1,5�1011 m / 7�108 m
= 63000 kW/m²
11R. Erb
S = σ T4 , mit σ = 5,67�10-8 Wm-2K-4
TSo = (SSo/σ)1/4
= (63000�103 W/m² / 5,67�10-8 Wm-2K-4)1/4
= 5770 K
12R. Erb
U
R R
RT RT
13R. Erb
14R. Erb
– Photometer (Ritchie-F.; Fettfleck-F.)
– Fotodiode (Luxmeter)
– Pyrometer
– Thermosäule
– Bolometer
15R. Erb
– Ohrthermometer, IR-Thermometer: Thermosäule
16R. Erb
Wellenlängenbereich:
800 nm bis 0,5 mm
(Cornelsen: Physik Oberstufe)
17R. Erb
Microbolometer: Gitter aus z. B. Vanadiumoxid
www.microsystems.metu.edu.tr
18R. Erb
19R. Erb
20R. Erb
21R. Erb
22R. Erb
Emissionsgrad
Schwarzer Strahler 1
Holz 0,95
Sand 0,75
Metall poliert 0,1
Kirchhoff‘Strahlungsgesetz:
spektraler Emissionsgrad =
spektraler Absorptionsgrad
23R. Erb
24R. Erb
25R. Erb
Literatur
– Zollmann, D. (2004). Medizinische Diagnose und Therapie. PdN-Physik 8/53. 12-15.
– Themenheft „Medizin und Physik“ PdN-Physik 40 (1991), Heft 7
– Themenheft „Medizin und Physik“ PdN-Physik 41 (1992), Heft 6
– Themenheft „Medizin für den Physikunterricht“ Unterricht Physik 15 (2004), Nr. 82
– Müller, W. & van Bien, N. (2004). Die Physik des Infrarot-Ohrthermometers. PdN-Physik 8/53. 2-7.
– Müller, W. (1998). Impulse Physik 2 – Physik und Medizin. Stuttgart: Klett.