1. dia
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Aufbau des Ohres Impedanzanpassung Innenohr Medizinische Biophysik Schallempfindung 2013. 05. 13. Mittelohr Außenohr Resonatorfunktion Das Ohr und das Gehör 1 2 Resonatorfunktion des Außenohres f0 c c 4l f1 3 f 0 l f0 = 3300 Hz f1 = 9900 Hz 3 4 1 Mittelohr als Impedanzanpasser Hören (und Sehen) unter Wasser? 2 J refl Z Wasser Z Luft 0,9989 ! J ein Z Wasser Z Luft R Gesamtbrechkraft: 62 dpt 19 dpt Funktion von Gehörknöchelchen Luft Gehörknöchelchen n2 n1 r Wasser Druckerhöhung: ovales Fenster Trommelfell D (Hebel + Flächenverkleinerung) pWasser pLuft Brechzahlwerte: pWasser/pLuft = 22,3 Luft (1,00) Wasser (1,33) Hornhaut (1,37) FTrommel Kammerwasser (1,33) Linse (1,41) Glaskörper (1,34) ATrommel= 5 Aufbau des Innenohres Wanderwellen-Theorie von Békésy Basilarmembran Békésy György (1899-1972) Nobel-Preis 1961 Spitze Basis (ovales Fenster) 6 Hermann von Helmholtz (1821-1894): „Saitentheorie” 7 8 2 ti > ti+1 Reizfrequenz Spitze Frequenz- und Intensitätsanalyse ovales Fenster Bewegung der Wanderwellen Schallreiz ovales Fenster Spitze Hüllkurve der laufenden Welle Frequenz Lokalisation der Hüllkurve Intensität Amplitude der Hüllkurve relative Auslenkung Ausbreitungsrichtung Wanderwellen Basilarmembran Abstand vom ovalen Fenster (mm) 9 Umwandlung in elektrische Signale 10 Haarzellen als mechano-elektrische Transducer Endolymphe Innere Haarzellen äußere Haarzellen Basilarmembran in Ruhe Scher kräfte Ablenkung 11 Basilarmembran bewegt sich 12 3 Endolymphe (hohe K+Konzentration) Rezeptorpotenzial (Mikrophonpotenzial) = 1. Auslenkung der Cilien 2. Öffnung der K+Kanäle 3. Depolarisation entspanntes tip link 4. Öffnung der spannungsempfindlichen Ca+-Kanäle gespanntes tip link 5. Neurotransmitter 6. AP Impulse in die Richtung des Gehirns 13 14 Signalumwandlungen beim Gehör Hemmung Ruhezustand F Reizung Trommelfell F Haarzelle K+-Kanäle Basilarmembran mechanische Umwandlung geöffnet Haarzelle mechanoelektrische Umwandlung Hörnerv elektrische elektrische Umwandlung geschlossen entspanntes tip link gespanntes tip link Reizenergie mechanische Energie Aktionspotenzialimpulse 15 Rezeptorpotenzial Aktionspotenzial elektrische Energie 16 4 Audiometrie Kurven gleicher Lautstärke des menschlichen Ohres 𝐽~𝑝2 J JdB 𝐽 𝐽dB = 10lg −12 10 𝐽dB Patient − 𝐽dB norm Normal-A ─ 440 Hz 17 18 Lautstärke – Phon-Skala Richtungshören Richtungsbestimmung 1 - Zeitverzögerung (zweiohriges Richtungshören) Mittellinie Zeitverzögerung (t): t Schallquelle d sinq c c d: Abstand der Ohren q q d sinq d 19 20 5 Rigorosum (aus dem ganzjährigen Stoff!) Richtungsbestimmung 2 – Intensitätsunterschied (zweiohriges Richtungshören) Schriftlicher Teil (30 min): Mittellinie • 15 Single-Choice-Fragen (je 4 Punkte) • 2 Rechenaufgaben* (je 20 Punkte) Schallquelle q Mehr als 50 %? Nein Ja Schallschatten Mündlicher Teil: • 1 Praktikumsthema mit Datenverarbeitung • 2 Theoriefragen zu 2 verschiedenen Themen (s. 6 Themenkataloge) 21 * s. Aufgaben in den Themenkatalogen und in den Vorlesungsskripten + ähnliche! Zum Beispiel 22 Zum Beispiel 6. Röntgen_1 2500 Intensität (rel.E.) 2000 40 Physikalische Grundlagen der Nuklearmedizin Wechselwirkungen der Kernstrahlungen mit der Materie; Elementarprozesse der Schwächung: Photoeffekt, Compton-Streuung, Paarbildung, elastische Streuung; Massenschwächungskoeffizienten, Energieabhängigkeit 92 Transportprozesse Diffusion: brownsche Bewegung Stoffstromstärke (-dichte), 1. ficksches Gesetz, Diffusionskoeffizient, Einstein–Stokes-Gleichung chemisches Potenzial U = 20 kV U = 23 kV U = 26 kV U = 30 kV U = 35 kV 1500 1000 500 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Wellenlänge (pm) Die Spektren einer Röntgenröhre sind bei verschiedenen Beschleunigungsspannungen zu sehen. Aufgrund der Abbildung konstruieren Sie eine weitere Abbildung, die das Duane–HuntGesetz beweist. 23 24 6
