Fizyka i astronomia dla ka dego

Transkrypt

1 Fizyka i astronomia dla ka dego Zakres podstawowy dla szkó³ ponadgimnazjalnych Pod redakcj¹ Barbary Sagnowskiej Kraków 2007 ZamKor 1

2 Autorzy: Ma³gorzata Godlewska, Marek Godlewski, Jerzy M. Kreiner, Maria Rozenbajgier, Ryszard Rozenbajgier, Barbara Sagnowska Projekt ok³adki i szablonu graficznego: Joanna Wypiór Recenzje wewnêtrzne: Danuta Biczewska, Jadwiga Jaworska, Adam Kleiner, Jadwiga Salach Copyright by ZamKor, Spó³ka Jawna ul. Tetmajera 19, Kraków tel.: faks: zamkor@zamkor.pl ISBN ISBN Druk i oprawa: P.W. STABIL, Kraków,

3 Spis treœci 1. Otaczaj¹cy nas Wszechœwiat Sk¹d siê wziê³o w najdawniejszych czasach zainteresowanie astronomi¹? Orientacja na niebie. Gwiazdy i galaktyki Czym zajmuje siê kosmologia? O uk³adach planetarnych wokó³ gwiazd Gwiazdy b³¹dz¹ce, czyli planety Nasz najbli szy s¹siad w przestrzeni Ksiê yc Podstawowe prawa mechaniki Co mierzymy, wa ¹c? Czyli pierwsza i trzecia zasada dynamiki 2.2 Czy cia³a ciê sze spadaj¹ krócej ni l ejsze? Czyli druga zasada dynamiki Newtona 2.3. Wszystkie cia³a przyci¹gaj¹ siê wzajemnie Czyli prawo powszechnej grawitacji 2.4. Do czego s³u ¹ satelity geostacjonarne? Czyli si³a doœrodkowa 2.5. Wyruszamy w Kosmos Czyli postaæ ogólna drugiej zasady dynamiki; zasada zachowania pêdu 2.6. Co to znaczy, e cia³o jest w stanie niewa koœci? Czy mo na yæ w œwiecie bez tarcia? Czyli tarcie statyczne i kinetyczne 2.8. Co w fizyce oznacza wykonywanie pracy? Czyli praca mechaniczna i moc 2.9. Jak na co dzieñ u³atwiamy sobie wykonywanie pracy? Czyli maszyny proste Energia najwa niejsze pojêcie fizyczne Czyli energia potencjalna i kinetyczna; zasada zachowania energii mechanicznej Jak¹ szybkoœæ trzeba nadaæ cia³u na Ziemi, by mog³o opuœciæ Uk³ad Planetarny? Czyli druga prêdkoœæ kosmiczna 3. Mechanika cieczy i gazów Jak dzia³aj¹ hamulce samochodowe? Czyli prawo Pascala dla cieczy i gazów 3

4 3.2. Dlaczego okrêt p³ywa? Czyli prawo Archimedesa 3.3. Dlaczego samolot lata? Czyli prawo Bernoulliego; si³a noœna 4. Ruch drgaj¹cy i falowy Wokó³ wszystko drga Czyli wielkoœci opisuj¹ce ruch drgaj¹cy; rezonans mechaniczny 4.2. Sk¹d siê bior¹ fale? Czyli fala jako zaburzenie rozchodz¹ce siê w oœrodku sprê ystym 4.3. Czym ró ni siê fala d wiêkowa od fali na wodzie? Czyli fale pod³u ne i poprzeczne 4.4. Gdy fala spotyka falê Czyli zasada Huygensa; interferencja i dyfrakcja fal 4.5. Jak wykryæ zanurzony okrêt podwodny? Czyli zjawisko odbicia fali 4.6. Czym charakteryzuj¹ siê dÿwiêki? Czyli o dÿwiêkach, tonach i szmerach 4.7. Co s³yszymy? Czyli o cechach dÿwiêków i zjawisku Dopplera 5. Fizyka cz¹steczkowa i termodynamika Hit reklamowy dyfuzja Czyli cz¹steczkowa teoria budowy materii; równanie stanu gazu doskona³ego 5.2. Co wspólnego z fizyk¹ ma proszek do prania? Czyli si³y miêdzycz¹steczkowe 5.3. Co spowodowa³o katastrofê promu kosmicznego? Czyli w³aœciwoœci sprê yste cia³ sta³ych 5.4. Poznajemy nowy rodzaj energii Czyli energia wewnêtrza, ciep³o; pierwsza zasada termodynamiki 5.5. Dlaczego kaloryfery maj¹ z³o on¹ konstrukcjê? Czyli transport energii wewnêtrznej; ciep³o w³aœciwe; przewodnictwo cieplne 5.6. Dbaj o sprawne dzia³anie domowej wentylacji! Czyli transport energii przez konwekcjê 5.7. Dlaczego lodówka wewn¹trz ch³odzi, a na zewn¹trz grzeje? 184 Czyli przemiany energii wewnêtrznej w zjawiskach topnienia i parowania 5.8. Jak dzia³a silnik samochodowy? Czyli przemiany energii wewnêtrznej w energiê mechaniczn¹ 5.9. Nieporz¹dek robi siê sam Czyli procesy odwracalne i nieodwracalne; entropia 4

5 6. Elektromagnetyzm Uwaga! Dotykanie grozi pora eniem! Czyli ³adunki elektryczne; pole elektrostatyczne; pr¹d sta³y 6.2. Oszczêdzaj energiê elektryczn¹! Czyli opór elektryczny; praca i moc pr¹du; pr¹d przemienny 6.3. Kiedy bezpiecznik wy³¹cza nam pr¹d? Czyli ³¹czenie szeregowe i równoleg³e odbiorników 6.4. Odkrycia, które zmieni³y œwiat Czyli si³a elektrodynamiczna; indukcja elektromagnetyczna 6.5. Czy pó³nocny biegun magnetyczny Ziemi le y na pó³nocy?. 227 Czyli pole magnetyczne Ziemi 6.6. Dlaczego nie mo emy otrzymaæ pojedynczego bieguna magnetycznego? Czyli w³aœciwoœci magnetyczne materii 6.7. Czy u ywanie telefonów komórkowych szkodzi zdrowiu? Czyli fale elektromagnetyczne 7. Optyka Dlaczego cia³a œwiec¹? Jaka jest natura œwiat³a? Czyli Ÿród³a œwiat³a; falowa i korpuskularna teoria œwiat³a 7.2. Jedno z najwa niejszych doœwiadczen fizyki doœwiadczenie Younga Czyli interferencja i dyfrakcja œwiat³a 7.3. Co wspólnego ma szczotka do mycia butelek z fal¹ œwietln¹? Czyli polaryzacja œwiat³a 7.4. Œwiat³o przenosi informacje Czyli odbicie, za³amanie i rozproszenie œwiat³a 7.5. Dlaczego widzimy swoj¹ twarz w lustrze? Czyli powstawanie obrazów w zwierciad³ach 7.6. Najczêœciej u ywany przyrz¹d optyczny Czyli obrazy w soczewkach cienkich 7.7. Ka dy chce widzieæ jak najlepiej Czyli oko i lupa jako przyrz¹dy optyczne 7.8. Patrzymy w niebo Czyli o teleskopach 7.9. Czy œwiat³o na pewno jest fal¹? Czyli zjawisko fotoelektryczne zewnêtrzne 5

6 7.10. Atomowy odcisk palca Czyli widmo wodoru Elektron na karuzeli Czyli model Bohra budowy atomu Niezwyk³e œwiat³o Czyli laser 8. Elementy teorii wzglêdnoœci Czas p³ynie niejednakowo Czyli wzglêdnoœæ pojêcia jednoczesnoœci 8.2. E mc najwa niejszy wzór w fizyce Od mikroœwiata do Kosmosu Jak odkrywano cz¹stki elementarne? Czym zajmowa³a siê Maria Sk³odowska-Curie? Czyli promieniotwórczoœæ naturalna 9.3. Czy mo na unikn¹æ kontaktu z promieniowaniem jonizuj¹cym? O wykorzystaniu izotopów promieniotwórczych w medycynie i technice Czyli sztuczna promieniotwórczoœæ 9.5. Si³y dzia³aj¹ce miêdzy sk³adnikami j¹dra. Energia wi¹zania Czy budowaæ elektrownie j¹drowe? Czyli zjawisko rozszczepienia ciê kich j¹der 9.7. Dlaczego S³oñce œwieci? O ewolucji gwiazd, czyli o tym, jak d³ugo yj¹ gwiazdy Diagram Hertzsprunga Russella Jednoœæ mikro- i makroœwiata Aneks 1. Opisujemy ruch Aneks 2. Niepewnoœci pomiarowe Odpowiedzi do zadañ rachunkowych Tabele wielkoœci i sta³ych fizycznych oraz astronomicznych Skorowidz