Asdfg PDF

Preview

Summary

Download Asdfg PDF

Description

Ruch harmoniczny –ruch okresowy opisany funkcją sinusoidalnie zależną od czasu

Wahadło matematyczne- punkt materialny zawieszony na nierozciągliwej i nieważkiej nici. Jest to idealizacja wahadła fizycznego. Wahadło fizyczne- bryła sztywna zawieszona w innym punkcie niż środek ciężkości. h - odległości od punktu zawieszenia do środka ciężkości Oscylator harmoniczny -układ drgający wykonujący ruch harmoniczny, siła związana ze skręcaniem zamocowanego na jednym końcu pręta moment kierujący - zależy od długości średnicy i materiału z jakiego wykonano drut Oscylator harmoniczny tłumiony - układ drgający ruchem harmonicznym tłumionym siła tłumiąca, b - współczynnik tłumienia równanie ruchu Logarytmiczny dekrement tłumienia - logarytm naturalny dekrementu tłumienia (stosunek dwóch kolejnych amplitud) Drgania wymuszone – drgania odbywające się pod wpływem zewnętrznej siły zmieniającej się okresowo. Jeżeli częstotliwość siły wymuszającej i częstotliwość drgań własnych są równe dochodzi do rezonansu (A maks)

Fale mechaniczne –fale rozchodzące się w ośrodkach sprężystych poprzez rozprzestrzenianie się drgań tego ośrodka; fale na wodzie, dźwiękowe, sejsmiczne; podlegają zasadom dynamiki Newtona; mogą istnieć wyłącznie w jakimś ośrodku materialnym. Zasada superpozycji fal - zjawisko kiedy dwie fale biegnące wzdłuż tej samej liny w przeciwnych kierunkach nachodzą na siebie tworząc falę wypadkową, która jest sumą algebraiczną tych dwóch fal. Nakładające się fale w żaden sposób nie wpływają na siebie wzajemnie, nie zaburzają się wzajemnie. Interferencja fal - zjawisko zachodzące, gdy dwie fale sinusoidalne o takich samych amplitudach i długościach fali biegną w tym samym kierunku wzdłuż naprężonej liny, interferują ze sobą, dając wypadkową falę sinusoidalną biegnącą w tym samym kierunku.

Fala stojąca – fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach. Fale dźwiękowe – powstają w wyniku drgań (strun, słupów powietrza, płyt, membran) powodujących zagęszczenia i rozrzedzenia otaczającego ośrodka; ośrodek przenosi to zaburzenie na duże odległości od źródła w postaci fali. Fale te po dotarciu do ucha wywołują wrażenie dźwięku. Podłużne fale mechaniczne; mogą rozchodzić się w ciałach stałych, cieczach i gazach. Prędkość dźwięku Moduł ściśliwości (B) – propagacji fali dźwiękowej w ośrodku towarzyszy okresowe sprężanie i rozprężanie małych objętości powietrza; moduł ściśliwości określa w jakim stopniu element ośrodka zmienia swoją objętość na skutek zmian wywieranego ciśnienia. Gęstość ośrodka w którym rozchodzi się dźwięk Natężenie dźwięku dla punktowego źródła dźwięku, znajdującego się w izotropowym ośrodku, emitującego dźwięki rozchodzące się izotropowo czyli z jednakową prędkością oraz jednakowym natężeniem we wszystkich kierunkach. Moc źródła (P) - szybkość emisji energii źródła Promień sfery Głośność dźwięku

Natężenie odniesienia=próg słyszalności

Fale stojące - Przy częstościach rezonansowych (własnych) powstaje fala stojąca o maksymalnej amplitudzie; przy innych częstościach fala stojąca nie pojawia się. Dudnienie – okresowe zmiany amplitudy drgania wypadkowego powstałego ze złożenia dwóch drgań o zbliżonych częstotliwościach. Jeśli w odstępie kilku minut słyszymy dźwięki, których częstości wynoszą 552 Hz oraz 564 Hz nie jesteśmy w stanie odróżnić ich. Gdy docierają równocześnie słyszymy dźwięk o częstotliwości 558 Hz (średnia arytmetyczna) słyszymy też zmiany natężenia powtarzające się z częstością 12 Hz (różnica częstości oddziałujących fal) – dudnienia. Zjawisko Dopplera - polega na zmianie częstotliwości dźwięku wynikającej z ruchu źródła lub odbiornika. Vd - prędkość odbiornika Vs - prędkość źródła Jeżeli detektor lub źródło zbliżają się do, znaki ich prędkości należy wybrać w taki sposób by uzyskać wzrost częstości. Jeżeli źródło lub detektor oddalają się od siebie, znaki ich prędkość należy wybrać w taki sposób, by uzyskać zmniejszenie prędkości. Fala uderzeniowa - Źródło porusza się w kierunku nieruchomego detektora z prędkością dźwięku - rejestrowana częstość jest nieskończenie duża; źródło porusza się tak szybko jak czoła fali wysyłanej przez to źródło. Przy prędkościach wyższych od prędkości dźwięku (naddźwiękowych) – czoła fali tworzą stożek Macha; na powierzchni stożka tworzy się fala uderzeniowa. Fala uderzeniowa wytwarza silny impuls dźwiękowy (grom dźwiękowy), w którym ciśnienie powietrza gwałtownie rośnie, a następnie gwałtownie spada poniżej normalnej wartości, następnie powraca do normalnego poziomu. Prawo Coulomba - Dwie naładowane cząstki (ładunki punktowe) o ładunkach q1i q2 znajdujące się w odległości r działają na siebie siłą oddziaływania elektrostatycznego (przyciąganie lub odpychanie). Pole elektrostatyczne - Ładunek q jest źródłem pola elektrycznego; przestrzeń wokół naładowanego ciała tworzy pole elektrostatyczne. Natężenie pola elektrycznego wytworzonego przez naładowane ciało; kierunek natężenia jest taki sam jak kierunek działającej siły F. Linie sił pola elektrostatycznego - Graficzne przedstawienie rozkładu natężenia E pola elektrycznego. Linie sił pola elektrostatycznego wychodzą od ładunku dodatniego i skierowane są do ładunku ujemnego. Dipol elektryczny - układ ładunków o jednakowych wartościach i przeciwnych znakach Prawo Gaussa określa związek między natężeniem pola elektrycznego w punktach na

zamkniętej powierzchni Gaussa i całkowitym ładunkiem objętym tą powierzchnią. Strumień elektryczny przenikający przez powierzchnię Gaussa jest proporcjonalny do całkowitej liczby linii pola elektrycznego, przechodzących przez tę powierzchnię. Potencjał elektryczny - energia potencjalna przypadającą na jednostkowy ładunek w wybranym punkcie pola elektrycznego jednorodnie naładowana powierzchnia: pole elektryczne o takiej samej wartości i takim samym kierunku natężenia E w każdym punkcie-jednorodne pole elektryczne Źródło pola magnetycznego: magnes, przewodnik z prądem, Ziemia stałe pole magnetyczne jest wywoływane przez ładunki elektryczne znajdujące się w ruchu jednostajnym. Dlatego też przepływ prądu (który też jest ruchem ładunków elektrycznych) wytwarza pole magnetyczne. Ładunki poruszające się ruchem zmiennym (np. hamowane) powodują powstawanie zmiennego pola magnetycznego, które rozchodzi się jako fala elektromagnetyczna Indukcja magnetyczna - jest wektorem stycznym w każdym punkcie do linii pola magnetycznego o zwrocie zgodnym z e zwrotem linii pola, o wartości proporcjonalnej do gęstości linii. Prawo Gauusa dla pola magnetycznego - Wypadkowy strumień magnetyczny przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy zeru. Diamagnetyki - w materiale diamagnetycznym umieszczonym w zewnętrznym polu magnetycznym powstaje moment magnetyczny skierowany przeciwnie do zewnętrznego pola. Jeżeli pole jest niejednorodne, to materiał diamagnetyczny jest wypychany z obszaru silniejszego pola magnetycznego do obszaru słabszego pola. Paramagnetyki - w materiale paramagnetycznym umieszczonym w zewnętrznym polu magnetycznym powstaje moment magnetyczny skierowany zgodnie z zewnętrznym polem magnetycznym. Jeżeli pole jest niejednorodne, to materiał ten jest przyciągany do obszaru silniejszego pola magnetycznego z obszaru słabszego pola. Ferromagnetyki - silne i trwałe własności magnetyczne np. żelazo, kobalt, nikiel. Podczas tworzenia struktury ciała momenty magnetyczne dużych grup atomów ustawiają się równolegle do siebie, tworząc namagnesowane obszary tzw. domeny magnetyczne. Podczas namagnesowania ferromagnetyka przez umieszczenie go w polu magnetycznym wzrost domen zorientowanych wzdłuż zewnętrznego pola – powstaje silny moment magnetyczny skierowany zgodnie z zewnętrznym polem. Wypadkowa wartość pola magnetycznego przewyższa wartość zewnętrznego pola magnetycznego nawet kilka tysięcy razy. W miarę wzrostu temperatury zwiększają się termiczne oscylacje atomów i stopień samorzutnego namagnesowania maleje. Powyżej temperatury Curie domeny pękają a ferromagnetyk staje się paramagnetykiem. Siła Lorentza - siła działająca na naładowaną cząstkę, która porusza się z prędkością v w polu magnetycznym o indukcji B; ma kierunek prostopadły do wektorów v oraz B (reguła lewej ręki). Siła Ampere’a - siła działająca na przewodnik prostoliniowy o długości l, umieszczony w jednorodnym polu magnetycznym. Prawo Biota - Savarta - pozwala wyznaczyć pole magnetyczne wytwarzane przez dowolny cienki przewód, w którym płynie prąd o natężeniu I. Prawo Ampere’a - pozwala wyznaczyć wypadkowe pole magnetyczne dla układu prądów o pewnej symetrii Zjawisko indukcji magnetycznej- zjawisko powstawania SEM w przewodniku na skutek zmian strumienia pola magnetycznego. Zmiana ta może być spowodowana zmianami pola magnetycznego lub względnym ruchem przewodnika i źródła pola magnetycznego. Prawo Faraday’a -SEM jest indukowana w pętli (utworzonej przez przewodnik) na skutek zmian w czasie pola magnetycznego przechodzącego przez pętle. Wartość SEM indukowanej w pętli jest równa szybkości z jaką strumień magnetyczny przechodzący przez pętle zmienia się w czasie. Reguła Lenza - magnes przesuwany w kierunku pętli indukuje w niej prąd, prąd wytwarza

swoje własne pole magnetyczne skierowane tak aby przeciwdziałać ruchowi magnesu, prąd indukowany płynie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Reguła prawej dłoni wskazuje kierunek prądu indukowanego, w zależności od kierunku indukowanego pola. Równania Maxwella Prawo Gaussa dla elektryczności: pole elektryczne jest źródłowe Prawo Gaussa dla magnetyzmu: pole magnetyczne jest bezźródłowe Prawo Farraday’a: zmienne w czasie pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne Prawo Ampere’a: Przepływający prąd oraz zmienne pole elektryczne wytwarzają pole magnetyczne. Widmo promieniowania elektromagnetycznego - od najmniejszej długości i największej częstotliwości - promienie � , rentgenowskie, nadfiolet, zakres widzialny 430 – 690 nm (fiolet, niebieski, zielony, żółty, pomarańczowy, czerwony), podczerwień, fale radiowe, fale długie Wektor Poyntinga - kierunek wektora w każdym punkcie jest kierunkiem rozchodzenia się fali i kierunkiem przepływu energii w tym punkcie; wartość wektora Poytinga – szybkość z jaką energia fali przepływa przez jednostkową powierzchnię w danej chwili. Polaryzacja światła - właściwość fali poprzecznej polegająca na zmianach kierunku oscylacji rozchodzącego się zaburzenia w określony sposób. Polaryzacja występuje tylko dla takich rodzajów fal i takich warunków, w których oscylacje mogą odbywać się w różnych kierunkach prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali. Nadajnik telewizyjny emituje fale spolaryzowane, a słońce czy żarówka niespolaryzowane. Zjawisko załamania światła – przechodzenie światła przez granicę ośrodków różniących się własnościami optycznymi. Prawo odbicia światła - mówi, że jeśli kąt padania i kąt odbicia leżą w jednej płaszczyźnie, to kąt padania jest równy kątowi odbicia Dyspersja – zależność współczynnika załamania ośrodka od długości fali świetlnej; wiązki światła o różnych barwach (długościach fal), padające na granicę ośrodków pod kątem innym od zera, załamują się pod różnymi kątami. Efekt ten można zaobserwować, gdy światło białe pada na pryzmat i ulega rozszczepieniu na barwy tęczy. Całkowite wewnętrzne odbicie – zjawisko zachodzące dla fal i występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu. Światło padające pod kątem Brewstera: promień odbity i załamany są wzajemnie prostopadle i są spolaryzowane w płaszczyznach prostopadłych; promień odbity jest całkowicie spolaryzowany. Dyfrakcja - jest to zjawisko ugięcia fali w skutek przejścia fali przez szczelinę. Dyfrakcja dla danej długości fali zależy od szerokości szczeliny. Interferencja - jest to zjawisko nakładania się fal wskutek czego na ekranie odbiornika powstają na przemian jasne i ciemne prążki. maksima - jasne prążki minima - ciemne prążki Siatka dyfrakcyjna - przyrząd do przeprowadzania analizy widmowej światła. Tworzy ją układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin. Cechą charakterystyczną jest stała siatki dyfrakcyjnej (d) -

wyraża rozstaw szczelin siatki (odległość między środkami kolejnych szczelin). Warunek Bragga - warunek określający występowanie maksimów natężenia dla dyfrakcji promieni rentgenowskich. Zależność wiążąca geometrię kryształu z długością fali padającego promieniowania i kątem, pod którym obserwowane jest interferencyjne maksimum Światłowód – przezroczysta zamknięta struktura z włókna szklanego wykorzystywana do propagacji światła jako nośnika informacji. Światłowody są także używane w celach medycznych, w zastosowaniach dekoracyjnych, w telekomunikacji, telewizji kablowej, technice laserowej. Medium transmisyjnym jest włókno światłowodowe o średnicy nieco większej od średnicy ludzkiego włosa. Wykorzystywane zalety światłowodu to zasięg i pasmo transmisji większe niż dla innych mediów transmisji. Lasery - Światło: monochromatyczne, spójne, dobrze ukierunkowane, można dokładnie skupić (gęstość mocy 1017W/cm2 natężenie światła w palniku tlenowo-acetylenowym rzędu 103 W/cm2) - Absorpcja - atom istniejący w stanie podstawowym umieszczony w polu zmiennym elektromagnetycznym o częstości może pochłonąć z tego pola energie h i przejść do stanu o wyższej energii. - Emisja spontaniczna – atom przechodzi spontanicznie ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego emitując foton o energii h. Średni czas jaki upłynie zanim nastąpi emisja spontaniczna 10-8 s. Dla niektórych stanów wzbudzonych czas ten może być nawet 1015 razy dluzszy (stan metatrwały). - Emisja wymuszona – atom znajdujący się w stanie wzbudzonym na skutek absorpcji energii fotonu h v przechodzi do stanu podstawowego. Towarzyszy temu emisja dodatkowego fotonu o energii h . Proces wymuszony przez fotony zewnętrzne. - Inwersja obsadzeń – więcej atomów w stanie wzbudzonym niż podstawowym zdolnych do emisji wymuszonej (w stanie równowagi termodynamicznej więcej atomów znajduje się w stanie podstawowym niż wzbudzonym) - Zastosowanie: poligrafia, znakowanie produktów, cięcie metali, drążenie, spawanie metali, wskaźnik celu, diagnostyka, terapia schorzeń, odczyt i zapis informacji na płytach Teoria względności Ogólna teoria względności tłumaczyła, że promień światła porusza się najkrótszą możliwą drogą i może przybrać postać krzywej. Zakładała istnienie czarnych dziur i fal grawitacyjnych. Postulaty: we wszystkich układach inercjalnych prawa fizyki są jednakowe, dla wszystkich obserwatorów prędkość światła w próżni jest taka sama Wnioski: Żadnej informacji nie można przekazać z szybkością większą niż szybkość światła. Szybkość światła jest jednakowa dla wszytskich obserwatorów niezależnie od ich ruchu. Czas między dwoma zdarzeniami zależy od ruchu obserwatora, gdy obserwator się porusza odstępy czasowe między zdarzeniami są większe niż gdyby spoczywał - dylatacja czasu. Przedmioty poruszające się obserwuje się jako krótsze niż wtedy gdy spoczywają, odległości między punktami zależą od układu odniesienia - kontrakcja przestrzeni.

Budowa atomu wodoru Model ten jest uniwersalny w tym sensie, że jest słuszny dla układu dwóch dowolnych cząstek naładowanych, które krążą wokół wspólnego środka masy z prędkościami znaczne mniejszymi od prędkości światła. Kwantowa natura światła Wielkości skwantowane – istnieją tylko w pewnych elementarnych porcjach lub jako całkowite wielokrotności tych porcji. Elementarna porcja tych wielkości to kwant. Promieniowane elektromagnetyczne (światło) jest skwantowane. Kwant światła – foton.

Zjawisko fotoelektryczne Wybijanie elektronów z powierzchni metalu pod wpływem padającego promieniowania elektromagnetycznego.

Efekt Comptona Schemat aparatury Comptona. Wiązka promieniowania rentgenowskiego o długości fali λ = 71.1 nm pada na grafitową tarczę T. Rozproszone promieniowanie rentgenowskie jest obserwowane pod różnymi kątami względem wiązki padającej. Natężenie wiązki rozproszonej oraz jej długość fali mierzone są przez detektor. Foton promieniowania rentgenowskiego o długości fali λ oddziałuje z nieruchomym elektronem. Zostaje rozproszony pod kątem Φ i jego długość fali się zwiększyła λ’. Elektron porusza się po zderzeniu z prędkością v pod kątem θ.

Fale materii Poruszający się elektron lub każda inna cząstka – fala materii, która przekazuje innej materii energię i pęd....