einführung in die physik · vorlesung physik für pharmazeuten und biologen pph - 13 optik...
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Klausur: Montag, 11.02. 2008 um 13 – 15 Uhr (90 min)Willstätter-HSBuchner-HS
Nachklausur: Freitag, 18.04. 2008 von 14:30 bis 16:30 UhrWillstätter-HS
http://www.physik.lmu.de/lehre/vorlesungen/wise_07_08/pph/Web-Seite zur Vorlesung :
für Pharmazeuten und Biologen (PPh)Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik
Einführung in die Physik
Vorlesung Physik für Pharmazeuten und Biologen
PPh - 13Optik
Brechungsindex und LichtgeschwindigkeitLichterzeugungPhotoeffektHuygensche Prinzip
Lichtgeschwingigkeit und Brechungsindex
( )txEE ⋅−= νπλπ 22sin0
vv
ν: Frequenzλ: Wellenlängec: Lichtgeschw.
νλ ⋅=0c
Definition Brechungsindex:
ncc 0=
n0λλ =
In der Regel gilt n>1 und man spricht von einem „optisch dichteren Medium“
Lichterzeugung durch Energie-Übergänge: das Linienspektrum von Wasserstoff
16,364 2
2
−⋅=n
nnmλ Balmerserie n=1,2,3...
ν⋅= hEphoton
Termschema
Deutung der Linien (Bohrsches Atommodel)Energieunterschied wird beim Relaxieren("Elektron springt") in ein Photon (Lichtquant)umgesetzt
Lichterzeugung durch Wärmestrahlung- Plancksches Strahlungsgesetz:
P = A ⋅σ ⋅T 4
σ = 5,67 ⋅10−8 Wm2 K4
σ: Stefan-Boltzmann Konstante
Synchrotonstrahlung bei starken Magnetfeldern
Huygens-Fresnel'sches Prinzip
Jeder von einer Welle erregte Punkt wird selbst zum Ausgangspunkt einer neuen Kreis-/Kugelwelle.
Wellenlängenabhängige Brechung (Dispersion)
n
Wellenlänge
Normale Dispersion:
Blaues Licht (kürzere Wellenlänge) wird stärker gebrochen als rotes Licht (lange Wellenlänge)
Versuch : Brechung am Prisma
Anwendung: Lupe (virtuelles Bild)
fsVLupe
0=Vergrößerung : V = Sehwinkel mit Instr.Sehwinkel ohne Instr. 0ε
ε I=
00 s
G=ε f
GL =εSehwinkel mit LupeSehwinkel ohne Instr.
Der Begriff Vergrößerung wird oft falsch verwendet!
Macht die Angabe 400x Sinn?Rote Blutkörperchen haben einen Durchmesser von ca. 10 µm.
Abbildungsmaßstab angeben !
Optische AktivitätViele organische Substanzen (z.B. Zucker, Stärke, Weinsäure etc.) drehen die Polarisationsebene von linear polarisierten Licht. drehen. (Pasteur,1843)
Der Drehwinkel, α, bei Durchgang durch eine Schichtdicke, l, ist gegeben durch:
lcS ⋅⋅=αα αs: spezifischer Drehwinkelc: Konzentration, l: Probenlänge
Biologische Relevanz von Stereoisomerie
Links- und rechtsdrehende Aminosäuren
Enantiomere: Moleküle die sich zueinander wie Spiegelbilder verhalten
Wirkung von Thalidomid (Contergan)
Interferenz (überlagerung von Wellen von verschiedenen Orten)
Interferenzen gleicher Neigung Interferenzen gleicher Dicke
nf
( ) ff nmd /cos2 λϑ ⋅=
Bedingung für konstruktive Interferenz
Newton'sche Ringe