Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

chung von Festkörpern Elektronenmikroskope (Festkörper­ physik), zur Untersuchung von Strömungen dient der Wind­ kanal (Strömungsmechanik), u. s. w. Eine weitere Arbeitsteilung ergibt sich, indem ein Teil der Forscher und Forscherinnen sich hauptsächlich zu Experten für das Experimentieren und Messen ausbildet, während die theoretischen Physiker sich auf die Weiterentwicklung der physikalischen Theorien und die mathematische Be­ rechnung möglicher Messungen konzentrieren. Dabei spie­ len leistungsfähige Computer eine immer größere Rolle. Physik und die belebte Natur Oft wird behauptet, dass die Physik sich nur mit der unbe­ lebten Natur befasst. Dies trifft nicht mehr zu. Dazu Bei­ spiele: Die medizinische Physik entwickelt immer bessere Verfah­ ren, um mit Röntgenstrahlung oder Magnetresonanzver­ fahren in den menschlichen Körper zu blicken oder um die Strahlentherapie bei Krebserkrankungen treffsicherer zu machen. Die Biophysik studiert beispielsweise, wie die elektrische Leitung in Nervenzellen im Detail erfolgt oder wie Knochen ihre Stabilität erhalten. Als Biomechanik hat sie den Bewe­ gungsapparat und seit Kurzem die Steuerung von künst­ lichen Gliedmaßen (Prothesen) durch Nervenimpulse zum Thema, natürlich auch die Untersuchung und Optimierung von Bewegungsabläufen im Sport, wie auch die Verringe­ rung von Verletzungsgefahren im Verkehr. Die Bionik untersucht, welche Lösungen die Natur im Lauf der Evolution gefunden hat und wie man diese für den Men­ schen nutzbar machen könnte: Ein bekanntes Beispiel ist das Blatt der Lotusblume ( 6.2 ), von dem Wassertropfen abperlen und es dabei reinigen – das immer saubere Tisch­ tuch wäre doch ein schönes Ergebnis. Physik und du Wer Interesse an Physik und Technik hat, dem wird be­ wusst sein, dass physikalische Kenntnisse in einem höhe­ ren Studium und in vielen Berufen wichtig sind. Auch im Studium von Medizin (schon beim Eignungstest) oder Biolo­ gie spielt die Physik eine wichtige Rolle. Wichtiger ist es jedoch zu erkennen, dass Physik hilft, die Welt und unseren Platz im Universum zu verstehen. Sie hilft uns, die Entwicklung des Universums durch etwa 13 Mrd. Jahre zu verfolgen, genauso wie sie uns den Regen­ bogen und andere Phänomene des Alltags erklärt. Mit Phy­ sik verstehen wir, warum sich der Bremsweg eines Autos bei doppelter Geschwindigkeit vervierfacht und warum Fahrräder die energetisch günstigsten Fahrzeuge sind. Physik hilft uns auch verstehen, warum es sinnvoll ist, statt Glühbirnen effizientere Leuchtmittel einzusetzen. Dabei spielen die Beleuchtungskosten in einem Haushalt mit Elek­ troherd und Elektroboiler eine geringe Rolle. Das könnte anregen zu überlegen, wie Energie im Gesamten sparsamer genutzt werden kann. Dank gut durchdachter Sicherheits­ bestimmungen ist der elektrische Strom nicht mehr jene große Gefahr, die er vor wenigen Jahrzehnten war. Trotz­ dem kommen durch Leichtsinn immer wieder Personen zu Schaden: Alle sollten verstehen, warum z. B. ein Fön in der Badewanne zur tödlichen Gefahr wird. Physik und Chemie sind die Grundlagen der Technik. In der Technik werden die Erkenntnisse der Grundlagenforschung weiter entwickelt, so dass sie zu alltagstauglichen Werkzeu­ gen werden. Die Entwicklung des Lasers bietet hier ein be­ sonders gutes Beispiel. Entdeckungen können zum Wohl der Menschheit eingesetzt werden, aber in Kriegen auch zum Schaden. Zu den bedeutendsten Herausforderungen der Zukunft gehören die Sicherung des Friedens (einschließlich eines Verbots von Kernwaffen) und die Sicherung der Lebensgrundlagen für alle Menschen. Wie schwierig die Versorgung mit Nahrung, Trinkwasser und Energie sein kann, wird uns besonders bei Naturkatastrophen in den ärmsten Ländern bewusst. Wir sollten daran denken, dass sich die Weltbevölkerung von 3 Mrd. Menschen im Jahr 1960 innerhalb von nur 50 Jahren auf etwa 7 Mrd. Menschen im Jahr 2011 mehr als verdoppelt hat und weiter wächst. Das bedeutet einen stei­ genden Bedarf an nicht nachwachsenden Rohstoffen, wie Erdöl, Erdgas und Erzen. Zur Bewältigung der Aufgaben, die sich aus diesen Proble­ men ergeben, ist neben der Politik auch die Technik heraus 6.1 Die einfachste Messung, die du an dei- nem Körper durchführen kannst: Fühle deinen Puls und zähle, wie oft du ihn in einer Minute spürst. 6.2 Lotuseffekt: Auch von den Blättern der Kapuzinerkresse perlen Wassertropfen in kleinen Kugeln ab, statt sie zu benetzen. Suche weitere Pflanzen, an denen du diesen Effekt gut sehen kannst. 6.3 Solar- und Windkraftwerk 6 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv