Physik und Technik

Die Physik ist eine wichtige Grundlage der Technik. In der Technik werden bewusst physikalische Erkenntnisse genutzt, um z. B. Geräte und Anlagen zu bauen, Informationen zu übertragen, Energie in den gewünschten Formen zu gewinnen und zum Verbraucher zu transportieren.
Zwischen Physik und unserer Technik bestehen zahlreiche Verbindungen, die uns häufig gar nicht bewusst sind. Sie werden vor allem an konkreten Beispielen deutlich.

• Elektrische Energie wird in Kraftwerken gewonnen. Dabei wird in Generatoren (Bild 1) mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Hierbei wird das Induktionsgesetz genutzt.

• Die Übertragung von Informationen erfolgt zunehmend mithilfe von Lichtleitkabeln (Bild 2), wobei jeder einzelne Lichtleiter einen Durchmesser von nur 0,005 mm bis 0,5 mm hat. Dabei wird genutzt, dass Licht in Lichtleitern total reflektiert wird und sich dadurch über weite Strecken im Lichtleiter ausbreitet.

• Um die Lärmbelastung zu mindern, werden an Schnellstraßen Schallschutzwände errichtet (Bild 3). Sie müssen so konstruiert sein, dass möglichst viel Schall reflektiert bzw. absorbiert wird. Genutzt werden dabei physikalische Erkenntnisse zur Ausbreitung und Dämpfung von Schall.

• Zur Messung der radioaktiven Strahlung verwendet man Zählrohre. Bei ihnen wird die Eigenschaft radioaktiver Strahlung genutzt, Gase zu ionisieren.

• Zur Überwachung des Luftraumes wird Radar (Bild 4) genutzt. Dabei wendet man Erkenntnisse über die Ausbreitung und die Reflexion von elektromagnetischen Wellen kleiner Wellenlänge an.

Dabei ist zu beachten: Technik ist nicht einfach angewandte Physik. Vielfach arbeiten bei technischen Lösungen die Techniker mit Wissenschaftlern unterschiedlicher Disziplinen zusammen. So geht es z. B. bei der Konstruktion und Herstellung eines Fernsehapparates nicht nur um die Anwendung der elektrischen Leitung im Vakuum in der Bildröhre, sondern auch um die richtige Auswahl von Werkstoffen (Physik, Chemie, Werkstoffkunde), um die Betriebssicherheit und Lebensdauer des Gerätes, um ein ansprechendes Aussehen oder um die Qualität der Ton- und Bildwiedergabe.

Oft ist auch die Natur selbst Vorbild für technische Lösungen. So wurden und werden im Flugzeugbau viele technische Lösungen dem Vogelflug "abgeguckt". Der Wulstbug von Schiffen hat sein Vorbild bei einem Delfin. Das Prinzip der Radarortung ist der Orientierung von Fledermäusen mithilfe von Ultraschall entlehnt.

Zusammenfassend kann man feststellen:
Die Physik ist eine wichtige Grundlage der Technik. In der Technik werden vom Menschen physikalische Gesetze genutzt, um unser Leben sicherer und angenehmer zu machen.