PHY127 FS21 Physik für Life Sciences II - Vorlesung Thomas Greber, Universität Zürich - UZH ...

Physik für Life Sciences II

 PHY127

 FS21

 1. Vorlesung

 Thomas Greber, Universität Zürich

210226 Einführung

https://www.physik.uzh.ch/de/lehre/PHY127/FS2021.html

 Vorbereitung
 Wandtafelbilder
 Slides

 Übungsblätter
 100 Worte
 Formelsammlung

 user: physik-phy127
 pwd: maxwell5%

— wird entwickelt —

Lernziele

Verstehen fundamentaler physikalischer Konzepte wie “Ladung”, “Feld” “Interferenz”
“Superpositionsprinzip” oder “Polarisation”.

Quantitative (mathematische) Beschreibung, z.B. von Wellen. (Anfangsbedingungen
und Randbedingungen)

Aktives und passives Beherrschen von Begriffen wie: Energiedichte, Fluss,
Tunneleffekt etc.

Handhabung und Interpretation von Daten

Leistungsnachweis für 4 ECTS* Punkte

 - aktive Teilnahme an den Übungen

 - genügende Note in der Schlussprüfung 2. Juli 2021

* European Credit Transfer System

Literatur

Anschauliche Physik für Naturwissenschaftler
Bogdan Povh, Springer
(300 Seiten)

Halliday Physik
Halliday, Resnick, Walker, Wiley-VCH
(1400 Seiten)
auch als Bachelor Version

Gerthsen Physik
Helmut Vogel, Springer
(1200 Seiten)

Pandemie

Links 4 PHY127 Physik für Life Sciences II, UZH, FS21
Vorlesung:
Live stream Freitag 8:00-10:00
Zoom, cinja.mueller@uzh.ch
Meeting-ID: 949 9939 5653
Kenncode: PHY127
Zoom-Meeting beitreten
https://uzh.zoom.us/j/94999395653?pwd=OHk0MkYxRkZZL1pIcVIwc2JGQUdoQT09

Begleitmaterial (Passwort geschützt)
user:physik-phy127
pwd:maxwell5%

Wandtafel Bilder,
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Formelsammlung,
Übungsblätter,
Allg. Informationen,
https://www.physik.uzh.ch/de/lehre/PHY127/FS2021.html

QUIZZ & Podcasts Vorlesung/Übungsaufgaben:
OLAT Kurs: 21FS PHY127.1 Vorlesung Physik für Life Sciences II
oder: https://lms.uzh.ch/auth/RepositoryEntry/16955310089/CourseNode/85421310414617

Übungen:
TEAMS: PHY127 Übungen
oder:
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3ae52ec9436bd548ca9d05bc0a164f0875%40thread.tacv2/conversations?groupId=5aa98d6f-dcc4-4039-
ae26-4cc84c4ff105&tenantId=c7e438db-e462-4c22-a90a-c358b16980b3
Der Kanal Ihrer Übungsgruppe sollte sichtbar sein. Beachten Sie die weiteren Instruktionen Ihrer Assistenten.

Sprechstunde (Freitag 12-13:00):
TEAMS: Thomas Greber

Digitaler Anstand

 “Netiquette”

 https://cyber.harvard.edu/publication/2021/digital-ethics-times-crisis-covid-19-and-access-education-and-learning-spaces
https://stuffnobodycaresabout.com/2018/06/11/new-york-rules-of-etiquette/

 New York 1899 Welt 2021

Organisation Übungen

Ruth Bründler
ruth.bruendler@physik.uzh.ch

PHY127 Physik für Life Sciences II FS20

• Für 1 bis 2 Aufgaben pro Übungsblatt benötigen Sie phyphox.
• Die App für iPhones und Android Geräte ist kostenlos.
• Sie benötigen ein Gerät, das mindestens Android 4.0 oder
 iPhones iOS 8 installiert hat.
• Ausführliche Informationen, Downloadlinks und Videos zu den
 Messfunktionen finden Sie unter https://phyphox.org.
• Messdaten können auf dem Handy vorübergehend
 gespeichert und sehr einfach z.B. im Excel-Format über E-Mail,
 Dropbox usw. exportiert werden.
• Die Daten sollen mit einem Tabellenkalkulationsprogramm wie
 Excel, Calc, Numbers oder Google Sheet analysiert werden.

zusätzliche Informationen zur Vorlesung [supporting informations (SI)]:
Wandtafelbilder Formelsammlung (Hilfsmittel für die Prüfung)
 wird entwickelt

 2015.02.20 Vorlesung/ 1

 Slides
 Fourier Reihe

 mit Fourier Koeffizienten:

 Jean Baptiste Joseph Fourier 1768-1830

 Beispiel

 100 Worte
 wird aufgebaut
 Friday, March 6, 2015

 podcast

QUIZZ
2x6 Fragen zu den jeweiligen Vorlesungen
 auf OLAT

 PMC: Physik mit Cinja
zoom chat Vorlesung Freitag 0750-1010

der erweiterte Fröhlich Plot

 Was will die Physik?

3 Datensätze:

Eiszeiten
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
Betelgeuze

Evolution
braucht “stabile Zeiträume”

 Problem Zeitmessung

Eiszeiten

 heute: 410 ppm CO2

 Solar”konstante” (Milankovic)

 CO2 Milutin Milanković
 1879-1958

 Sapporo:
 18O Eisbohrkern aus der Antarktis

 Hysterese
 modelled sea level equivalent (SLE)
 ice-volume relative to present

Milankovic: Berechnung der Solarkonstanten an den Polen

 Draufsicht
 Erde

 Aphel
heute: Nordwinter Perihel

 Sonne

 Rotationsachse ES Rotationsachse E
 Seitenansicht
 Ekliptik

Viren

 CNN 200203

 100 nm

TEM image of 2019-nCoV particles.
Image credit: Zhu et al,
doi: 10.1056/NEJMoa2001017.
TEM: transmission electron microscopy

Todesopfer durch SARS-CoV-2

 6
 4
 10
 6
 2.0 x10
 5 1. Mai 2020
 10
 pro Tag

 3 1.5
 104
ToteTote

 10
 1.0
 3 16. März
 16. März
 20202020
 Lockdown
 Lockdown
 Schweiz
 Schweiz
 102
 10
 0.5
 2
 10
 0.0
 0 0 100100 200
 200 300
 300
 TageTage
 nachnach
 dem dem
 Lockdown
 Lockdown
 in Wuhan
 in Wuhan
 (22. Januar
 (22. Januar)
 2020)

 https://www.worldometers.info/coronavirus/coronavirus-death-toll/

Exponentielle Anstiege(oder Abfälle) Rate

 Differentialgleichung:

 logarithmus naturalis
 Anfangsbedingung N0=N(t=0):

 Lösung:

 5
 80

 4
 60

 ln(N)
 3
 N

 40

 20 N0 = 12 2 Gerade: Steigung 1/ 
 = 50 t-Achsenabschnitt: ln(N0)
 0 1
 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
 t (willk. Einh.) t (willk. Einh.)

Daten — jagen und sammeln

5.2x3.8x1.2 mm3

 10 CHF
pg. 101

1
? “messen” interpretieren .. lernen
 4

 Histogramm
 150

 2
 events/1000/0.002m/s
 ColumnE_Hist
 1000 samples
 100 fit_ColumnE_Hist
 fit_ColumnE_Hist= W_coef[0]+W_coef[1]*exp(-((x-W_coef[2])/W_coef[3])^2)
 y0 =0 ± 0
 A =156.16 ± 1.94

 2
 x0 =9.7981 ± 7.35e-05

 “mailen”
 width =0.007243 ± 0.000104
 50
file: Beschleunigung mit g 2020-01-10 16-28-07.xls 3
 0
 9.70 9.75 9.80 9.85
 2
 acceleration (m/s )
 “darstellen & auswerten”
 10.00
 V_avg= 9.79901;
 V_sdev= 0.00506412;
 9.95 V_dev rel=0.05%

 acceleration (m/s )
 2
 interval: point 1299 to 2299

 9.90 sampling time 10 ms
 1 day = 1 e8 ms

 9.85

 9.80

 9.75
 0 1000 2000 3000
 number of measurement

SP

Gravitationsgesetz
 4
 Δg(arb. units)
 2

 0

 -2
Zentripetalbescheunigung
 -4
 0 5 10 15 20 25
 time(h)

‫يد الجوزاء‬

https://www.universetoday.com/144694/betelgeuse-is-continuing-to-dim-its-down-to-1-506-magnitude/

Scheinbare Helligkeit (apparent magnitude)

 Messgrösse: Magnitude m
 Lichtfluss: Photonen/s

 10

 ≈2.5 Fluss Referenzstern mit m=0 z.B. Wega

Weber-Fechner Gesetz:
Ein linearer Zuwachs der (psychisch) subjektiv empfundenen Stärke von
Sinneseindrücken entspricht dem Logarithmus des Zuwachses der
(physikalisch) objektiv messbaren Intensität des Reizes.
Bei Helligkeitssehen ist die Unterschiedsschwelle 1 bis 2 % der Lichtstärke.
 “Sichtbarkeit” m

3 Experimente:

Pendel
Beugung von weissem Licht
Geigerzähler