Physik und die belebte Natur Physik befasst sich nicht nur mit der unbelebten Natur. Dazu einige Beispiele: Die medizinische Physik entwickelt immer bessere Verfahren, um mit Röntgenstrahlung oder Magnetresonanzverfahren in den menschlichen Körper zu blicken oder um die Strahlentherapie bei Krebserkrankungen treffsicherer zu machen. Das Ertasten des eigenen Pulses ermöglicht eine einfache Messung zur Gesundheitskontrolle. Sie erfordert keinen technischen Aufwand und keine Spezialkenntnisse (10.1). Die Biophysik studiert beispielsweise, wie die elektrische Leitung in Nervenzellen im Detail erfolgt oder wie Knochen ihre Stabilität erhalten. In der Biomechanik wird der Bewegungsapparat und die Steuerung von künstlichen Gliedmaßen (Prothesen) durch Nervenimpulse untersucht und natürlich auch die Untersuchung und Optimierung von Bewegungsabläufen im Sport, wie auch die Verringerung von Verletzungsgefahren im Straßenverkehr. Die Bionik untersucht, welche Lösungen die Natur im Lauf der Evolution gefunden hat und wie man diese für den Menschen nutzbar machen könnte: Ein bekanntes Beispiel ist das Blatt der Lotusblume (10.2), von dem Wassertropfen abperlen und dieses dabei reinigen – das immer saubere Tischtuch wäre doch ein schönes Ergebnis. Physik und du Wer Interesse an Physik und Technik hat, dem wird bewusst sein, dass physikalische Kenntnisse in einem höheren Studium und in vielen Berufen wichtig sind. Auch im Studium von Medizin (schon beim Aufnahmetest) oder Biologie 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 Regenbogen und andere Phänomene des Alltags erklärt. Mit Physik verstehen wir, warum sich der Bremsweg eines Autos bei doppelter Geschwindigkeit vervierfacht und warum Fahrräder die energetisch günstigsten Fahrzeuge sind. Mit Hilfe der Physik verstehen wir auch, warum es sinnvoll ist, statt Glühbirnen effizientere Leuchtmittel einzusetzen. Dabei spielen die Beleuchtungskosten in einem Haushalt mit Elektroherd und Elektroboiler eine geringe Rolle. Das könnte anregen zu überlegen, wie Energie im Gesamten sparsamer genutzt werden kann. Dank gut durchdachter Sicherheitsbestimmungen ist der elektrische Strom nicht mehr jene große Gefahr, die er vor wenigen Jahrzehnten war. Trotzdem kommen durch Leichtsinn immer wieder Personen zu Schaden: Alle sollten verstehen, warum z. B. ein Fön in der Badewanne zur tödlichen Gefahr wird. Physik, Chemie und Mathematik sind Grundlagen der Technik. In der Technik werden Erkenntnisse der Grundlagenforschung weiter entwickelt, so dass sie zu alltagstauglichen Werkzeugen werden. Die Entwicklung des Lasers ist hier ein besonders 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 2 Mrd. Menschen im Jahr 1927 auf 8 Mrd. Menschen im Jahr 2022 vervierfacht hat und weiter wächst. Das bedeutet auch einen steigenden Bedarf an nicht nachwachsenden Rohstoffen, wie Erdöl, Erdgas und Erzen. Zur Bewältigung der Aufgaben, die sich aus diesen Problemen ergeben, ist neben der Politik auch die Technik herausgefordert. Die bessere Nutzung der Sonnenenergie und Windkraft (10.3) ist dabei ein ebenso naheliegendes wie lohnendes Ziel für junge Forscherinnen und Forscher. 10.1 Die einfachste Messung, die du an deinem Körper durchführen kannst: Fühle deinen Puls und zähle, wie oft du ihn in einer Minute spürst. 10.2 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. 10.3 Windkraftwerk im Meer (oben) und Solarkraftwerk (Photovoltaik) auf landwirtschaftlich nicht genutzter Fläche (unten) 10 Physik – um die Welt zu verstehen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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