Nach dem Besuch dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, die Wirkungsprinzipien der wichtigsten bildgebenden Untersuchungsverfahren zu beschreiben, zu vergleichen und ihre wichtigsten Kennwerte (z.B. Auflösung) zu analysieren. Sie können die für ein Verfahren erforderliche Signalaufbereitung ableiten.
Die Studierenden sind in der Lage, die Eignung eines bildgebendes Untersuchungsverfahren für eine konkrete Aufgabe zu beurteilen.
Sie können die Verfahren als Werkzeug zur Fehlersuche in Service und Entwicklung nutzen und besitzen ein Grundverständnis zur Konzeption und Optimierung eigener Systeme.
Die Studierenden können komplexe Systeme analysieren und auf ihren mathematischen Kern reduzieren und damit bereits gewonnene Erkenntnisse auf ein neues System mit anderem physikalischen Wirkprinzip übertragen.
Die Studierenden können Berechnungen und Argumentationsketten in schriftlichen Ausarbeitungen (z.B. den angefertigten Laborberichten) formgerecht darstellen.
Die Studierenden werden befähigt sich selbstständig in neue physikalische Sachverhalte einzuarbeiten und sich eigenständig zu organisieren (unter anderem durch das Praktikum).
Die Lehrveranstaltung befähigt die Studierenden dazu, die Fachinhalte adäquat zu verbalisieren und entsprechende Fachdiskussionen zu führen.
Die Vorlesung behandelt sowohl die Anwendung als auch die Entwicklung bildgebender Untersuchungsverfahren. Die Verfahren werden entsprechend ihrem Wirkprinzip geordnet dargestellt:
Optisch: Begriffsabgrenzung, Verfahren (Mikroskop, Endoskop, IR-Kamera, Lichtlaufzeitverfahren)
Ultraschall: Prinzip, Aktoren/Sensoren, Schaltungsauslegung, Verfahren (Abstandsmessung, A-Scan, B-Scan, M-Mode, CW-Doppler, Pulsdoppler), typische Einschränkungen und Störungen.
Radar: Radararten und ihre Blockschaltbilder, Empfängerrauschen und Systemverluste, Antennenauswahl, Rückstreufläche, Entdeckungswahrscheinlichkeit, Radarverfahren (Pulsradar, Puls-Doppler-Radar, CW-Radar, FM-CW-Radar, …), typische Störungen, Analyse moderner Radaranwendungen (Personen Scanner) sowie der Sonderformen: Radiometer, Kernspin-Tomographie
Röntgenanalyse und verwandte Verfahren: Röntgenquellen, Dosisleistung, Grenzwerte, Absorption, Detektoren, Röntgenverfahren (Durchleuchtung, CT-Prinzipien, Röntgenspektraluntersuchung / Rasterelektronenmikroskop, Szintigraphie)
Tunnelprinzipien: Modellierung des Tunneleffekts, Prinzipien (Rastertunnelmikroskop, Rasterkraftmikroskop, frequenzmodulierte Verfahren), Auflösung und Messgenauigkeit
Physikgrundkenntnisse, Mathematikgrundlagen, Grundkenntnisse aus Signale und Systeme, Grundlagen der analogen Schaltungstechnik