Physik in Medizin und Sport

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Lassen Sie sich zeigen und erklären, wie der Mensch mithilfe chemischer, mechanischer und elektromagnetischer Reize seine Sinne wahrnimmt, wieviel Physik im Herzen steckt, und wie moderne Torlinientechnik und Roboterfußball funktionieren. 

Themen:

A1 - Im Auge des Betrachters – Die Physik des Sehens
Medizinische und Biologische Physik, Technische Universität Dortmund

Die visuelle Wahrnehmung ist viel mehr als die reine Aufnahme optischer Reize mit den Augen. Wie funktioniert das Sehen grundsätzlich, und wie können wir unterschiedliche Farben unterscheiden? Warum kann man nachts keine Farben sehen? Und sind die Augen etwa Teil des Gehirns?

A2 - Mit zwei Ohren hört man besser – Die Physik des Hörens
ITA Institut Technische Akustik, RWTH Aachen

Wie funktioniert räumliches Hören? Wie kann der Mensch mit Ohren und Gehirn die Richtung von Schall bestimmen, und warum beeinflussen unterschiedliche Räume das Hörvermögen? Mit Hilfe eines sogenannten Kunstkopfes und Kopfhörern kann man diesen Fragen auf den Grund gehen.

A3 - Fingerspitzengefühl – Die Physik des Tastens
Experimentelle Physik I, Technische Universität Dortmund

Wie funktioniert unser Tastsinn und warum kann man mit einem einen Zentimeter breiten Finger ein viel kleineres Sandkörnchen ertasten? Mit modernen Mikroskopieverfahren, einem sog. Rasterkraftmikroskop (engl.: AFM), kann man heute noch viel kleinere Oberflächenstrukturen erfassen und dabei mit technischen Tricks sogar elektrische und magnetische Signale erkennen.

A4 - Riecht gut – Schmeckt lecker – Die Physik des Riechens und Schmeckens
Lehrstuhl für Aroma- und Geruchsforschung, Universität Erlangen-Nürnberg

Riechen und Schmecken – täglich nutzen und erfahren wir diese beiden bisher noch nicht vollständig verstandenen und von der Forschung bisher zu wenig untersuchten Sinne des Menschen. Doch wieso riecht und schmeckt eine Orange eigentlich nach Orange? Und von welchen Molekülen wird der Duft von Basilikum oder Holz erzeugt? Findet es heraus; mit Riechstiften und einem interaktiven Quiz.

A5 - Der Blick ins Herz – Physikalische Funktion des Herzens
Max-Planck-Institute for Dynamics and Self-Organization, Göttingen

Was sind Herzrhythmusstörungen, wie entstehen sie, und was wissen wir über die damit verbundenen Krankheiten? An diesem Ausstellungsstand kann man lernen, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen, die Herzdynamik besser zu verstehen und bessere und effektivere Behandlungs- bzw. Diagnosemethoden zu entwickeln.

A6 - Herzensangelegenheiten – Stents, intelligente Implantate und künstliche Herzklappen
St.-Johannes-Hospital, Anästhesiologie und Intensivmedizin, Dortmund

Das menschliche Herz pumpt unser ganzes Leben und für seine richtige Funktion ist ein komplexes Gleichgewicht aus Rhythmus, Pumpkraft und Durchblutung notwendig. Schon die Störung eines dieser Systeme kann zu verminderter Herzleistung führen. An diesem Ausstellungsstand kann man moderne Behandlungsmöglichkeiten dieses komplexen Organes kennenlernen.

A7 - Physik, Bewegung und Diäten – Leistung, Energie und der alltägliche Kalorien-Wettstreit
Experimentelle Physik I, Technische Universität Dortmund

Der Mensch ist eine besonders im Ausdauerbereich effiziente Biomaschine. Er kann seine Nahrung gut verarbeiten und mit geeigneten Fortbewegungsmethoden große Reichweiten erzielen. Der Nachteil: Ernährt man sich zu energiehaltig, nimmt man leicht auf ungesunde Körpermaße zu.

A8 - Was passiert beim Denken? – Ein Ausflug in die 3D-Welt der Nervenfasern
Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM 1), Forschungszentrum Jülich

Im menschlichen Gehirn sind etwa 86 Milliarden Nervenzellen über ihre Nervenfasern miteinander verbunden. Wie genau sieht dieser komplexe Schaltplan aus mikrometerdünnen Nervenfasern eigentlich aus? Mit polarisiertem Licht kann man ihn sichtbar machen und in einem einfachen Experiment sogar selbst mit bloßem Auge entdecken.

A9 - Fußballspielen mit dem Kopf – Nur wer völlig entspannt ist, gewinnt
Stiftung PHÄNOMENTA Lüdenscheid

Mindball ist ein Spiel, bei dem 2 Spieler gegeneinander antreten, um durch Konzentration und vor allem durch Entspannung einen Ball zum Gegner rollen zu lassen. Die Spieler nehmen an dem Mindball-Tisch Platz und legen sich jeweils ein Stirnband mit drei Elektroden an, die die eigenen Gehirnströme messen. Nach dem Start setzt sich auf dem Tisch eine kleine Kugel in Bewegung. Sie rollt auf denjenigen zu, der im Moment angespannter ist.

A10 - Unter Strom – Elektrisch-Aktive-Implantate
Institut für Allgemeine Elektrotechnik, Universität Rostock

Ob künstliche Gelenke, Herzschrittmacher oder tiefe Hirnstimulation: Medizinische Implantate werden immer häufiger eingesetzt. Dabei ersetzen Implantate nicht nur einfach mechanische Funktionen, wie z.B. bei einem künstlichen Hüftgelenk. Mit elektrischen Feldern können Knorpel regeneriert oder Funktionen eines erkrankten Organs verbessert werden.

A11 - Faszination Physik im Experiment
Theo Schmitz, Mönchengladbach

Besuchen Sie diese Sammlung faszinierender physikalischer Experimente; vom High-Tech Experiment bis zum Alltagsphänomen - lassen Sie Ihre Haare zu Berge stehen und kommen Sie aus dem Staunen nicht mehr heraus.

A12 - Rahn müsste schießen ... – Roboterfußball
Technische Universität Dortmund

Bis 2050 sollen Roboter in der Lage sein, den menschlichen Fußball-Weltmeister zu schlagen, so das erklärte Ziel der RoboCup-Föderation. Doch wie weit sind die Roboter schon heute? Das Roboterfußballteam „Nao Devils“ der TU Dortmund erklärt, wie ihre Roboter funktionieren und zeigt Roboterfußball live vor Ort!

A13 - Wembley war gestern – Torlinientechnik im Fußball
GoalControl GmbH, Aachen

Tor oder nicht Tor, das ist hier die Frage…
Wer kann in jeder Situation mit Sicherheit sagen, ob der Ball im Tor war oder nicht? Mit Hilfe modernster Kameratechnik unterstützen wir den Schiedsrichter bei der Entscheidung und helfen, die Emotionen und den Torjubel zu zelebrieren.

A14 - Sensoren von Kopf bis Fuß – Wissenstransfer vom Leistungs- über den Breitensport in unseren Alltag
Professur für Sportgeräte und Sportmaterialien, Technische Universität München

Moderne Sensorik zur Messung von beispielsweise Kräften und Momenten, die beim Skifahren auftreten (durch Verformungen und Schwingungen der Ausrüstung) zeigt beispielhaft, wie heute wichtige Informationen für die Entwicklung und Optimierung neuer Ausrüstung und Techniken von Sportlern und Athleten gewonnen werden. Messtechnik, die auch für rehabilitative und präventive Zwecke verwendet wird.