KiNemAtyKA DyNAmiKA Bryła sztywna Drgania mechaniczne Fale mechaniczne PrAcA, moc i energia grawitacja



Podobne dokumenty
Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Plan realizacji materiału z fizyki.

Klasa 1. Zadania domowe w ostatniej kolumnie znajdują się na stronie internetowej szkolnej. 1 godzina fizyki w tygodniu. 36 godzin w roku szkolnym.

Warunki uzyskania oceny wyższej niż przewidywana ocena końcowa.

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Kurs przygotowawczy NOWA MATURA FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM ROZSZERZONY

PRZYKŁADY ROZWIAZAŃ STACJONARNEGO RÓWNANIA SCHRӦDINGERA. Ruch cząstki nieograniczony z klasycznego punktu widzenia. mamy do rozwiązania równanie 0,,

Światło fala, czy strumień cząstek?

Treści nauczania (program rozszerzony)- 25 spotkań po 4 godziny lekcyjne

Fundamentalna tabelka atomu. eureka! to odkryli. p R = nh -

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej

ISBN Redaktor merytoryczny: Jadwiga Salach. Redaktor inicjujący: Anna Warchoł, Barbara Sagnowska

4. Ruch w dwóch wymiarach. Ruch po okręgu. Przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym Rzut poziomy Rzut ukośny

Nr lekcji Pole elektryczne (Natężenie pola elektrostatycznego. Linie pola elektrostatycznego)

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Metrologia: miary dokładności. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Laboratorium Sensorów i Pomiarów Wielkości Nieelektrycznych. Ćwiczenie nr 1

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej rok szkolny 2015/2016

Termodynamika defektów sieci krystalicznej

FIZYKA I ASTRONOMIA RUCH JEDNOSTAJNIE PROSTOLINIOWY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY

Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość"

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Zasady oceniania karta pracy

Wprowadzenie. metody elementów skończonych

Fizyka - zakres materiału oraz kryteria oceniania. w zakresie rozszerzonym kl 2 i 3

x t 1 (x) o 1 : x s 3 (x) Tym samym S(3) = {id 3,o 1,o 2,s 1,s 2,s 3 }. W zbiorze S(n) definiujemy działanie wzorem

Wykład 11. a, b G a b = b a,

I. Poziom: poziom rozszerzony (nowa formuła)

Prawo odbicia i załamania. Autorzy: Zbigniew Kąkol Piotr Morawski

MATEMATYKA (poziom podstawowy) przykładowy arkusz maturalny wraz ze schematem oceniania dla klasy II Liceum

L.P. DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

Program nauczania dla szkół ponadgimnazjalnych z fizyki z astronomią o zakresie rozszerzonym K. Kadowski Operon 593/1/2012, 593/2/2013, 593/3/2013,

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

ZAKRES MATERIAŁU DO MATURY PRÓBNEJ KL III

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

Program pracy z uczniem słabym, mającym problemy z nauką na zajęciach z fizyki i astronomii.

u t 1 v u(x,t) - odkształcenie, v - prędkość rozchodzenia się odkształceń (charakterystyczna dla danego ośrodka) Drgania sieci krystalicznej FONONY

EGZAMIN MATURALNY 2013 FIZYKA I ASTRONOMIA

Przykładowe zadania dla poziomu rozszerzonego

sin sin ε δ Pryzmat Pryzmat Pryzmat Pryzmat Powierzchnia sferyczna Elementy optyczne II sin sin,

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z FIZYKI

Wykład FIZYKA I. 2. Kinematyka punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wymagania edukacyjne z fizyki Klasa trzecia matematyczno fizyczno - informatyczna zakres rozszerzony. Pole elektrostatyczne

Podstawowe pojęcia optyki geometrycznej. c prędkość światła w próżni v < c prędkość światła w danym ośrodku

Pytania i zagadnienia sprawdzające wiedzę z fizyki.

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy II gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Plan Wynikowy. Klasa czwarta Mgr Jolanta Lipińska, mgr Magdalena Englart. 1. Prąd stały

EGZAMIN MATURALNY W ROKU SZKOLNYM 2014/2015

Podstawy fizyki wykład 8

Model Bohra atomu wodoru

MATURA 2014 z WSiP. Zasady oceniania zadań

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA STOSOWANA II Liceum Ogólnokształcące im. Adama Asnyka w Bielsku-Białej

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Opis założonych osiągnięć ucznia Fizyka zakres podstawowy:

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum. kl. III

PODSTAWY OPRACOWANIA WYNIKÓW POMIARÓW Z ELEMENTAMI ANALIZY NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Wykład FIZYKA II. Wprowadzenie. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak. Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej

Szczegółowe wymagania edukacyjne z fizyki do nowej podstawy programowej.

Przedmiot i metody fizyki, definicje, prawa, rola pomiarów, wielkości i układy jednostek SI.

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

KARTA KURSU. Physics. Kod Punktacja ECTS* 4

Chemia Teoretyczna I (6).

podać przykład wielkości fizycznej, która jest iloczynem wektorowym dwóch wektorów.

VII MIĘDZYNARODOWA OLIMPIADA FIZYCZNA (1974). Zad. teoretyczne T3.

ELEMENTY OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

Plan wynikowy fizyka rozszerzona klasa 3a

ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI - ZAKRES PODSTAWOWY

Koło ratunkowe fizyka moduł I - IV I. Oddziaływania II. Właściwości i budowa materii.

Zajęcia pozalekcyjne z fizyki

Podprzestrzenie macierzowe

zadania zamknięte W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź.

VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale.

INSTRUKCJA NR 06-2 POMIARY TEMPA METABOLIZMU METODĄ TABELARYCZNĄ

POLITECHNIKA OPOLSKA

I. Poziom: poziom rozszerzony (nowa formuła)

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Praca, moc, energia INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Podprzestrzenie macierzowe

Przedmiotowy system oceniania z fizyki dla klasy III gimnazjum

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KL.II I-półrocze

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy Eliminacje TEST 27 lutego 2013r.

Matura z fizyki i astronomii 2012

Wymagania edukacyjne z fizyki dla klas pierwszych

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

ZBIÓR ZADAŃ STRUKTURALNYCH

Wymagania edukacyjne fizyka kl. 3

SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI DLA KLAS II-III GM ROK SZKOLNY 2017/2018. Klasa II

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa

Transkrypt:

Spis treści Kiematyka Podstawowe pojęcia... 9 Podział ruchów... 11 Ruch prostoliiowy... 11 Ruch jedostajy prostoliiowy... 11 Ruch jedostajie przyspieszoy prostoliiowy... 13 Ruch jedostajie opóźioy prostoliiowy... 14 Ruch krzywoliiowy... 14 Składaie ruchów... 16 Rzut poziomy z wysokości h... 16 Dyamika Podstawowe pojęcia... 31 Klasyfikacja oddziaływań i ich skutków... 3 Zasady dyamiki Newtoa... 3 I zasada dyamiki Newtoa... 3 II zasada dyamiki Newtoa... 33 III zasada dyamiki Newtoa... 33 Zasada zachowaia pędu... 33 Ciężar... 34 Siły w ruchu po okręgu... 35 Tarcie, siła tarcia... 36 Układy iercjale i ieiercjale... 36 Bryła sztywa Podstawowe pojęcia... 47 Eergia kietycza i momet bezwładości bryły sztywej... 48 Twierdzeie Steiera... 49 Momet siły i zasada zachowaia pędu... 49 Zasada zachowaia mometu pędu... 50 Drgaia mechaicze Podstawowe pojęcia... 55 Fale mechaicze Podział fal mechaiczych i wielkości opisujące fale... 61 Fukcja falowa... 6 Eergia i atężeie fali... 6 Zasada Huygesa... 6 Iterferecja... 63 Fala stojąca... 64 Fale dźwiękowe (akustycze)... 65 Praca, moc i eergia Praca... 71 Moc... 7 Eergia mechaicza... 7 Zasada zachowaia eergii mechaiczej... 7 Zderzeia... 7 Grawitacja Prawo powszechej grawitacji (prawo powszechego ciążeia)... 79 Prawa Keplera i ruchy plaet... 80 I prawo Keplera... 80 II prawo Keplera.... 81 III prawo Keplera... 81 Pole grawitacyje i jego atężeie... 8 Praca i eergia w cetralym polu grawitacyjym... 83

4 Spis treœci Eergia potecjala grawitacji... 83 Praca w cetralym polu grawitacyjym... 83 Potecjał pola grawitacyjego... 84 Prędkości kosmicze... 84 I prędkość kosmicza... 84 II prędkość kosmicza... 85 Elemety teorii względości Założeia Szczególej Teorii Względości... 89 Trasformacje Loretza... 89 Szybkość względa... 90 Dylatacja czasu i kotrakcja długości... 90 Masa, eergia i pęd ciała poruszającego się... 91 ciśieie, Hydrostatyka i aerostatyka Ciśieie... 95 Prawo Pascala... 96 Prawo Archimedesa... 98 Termodyamika i fizyka cząsteczkowa Budowa materii... 103 Stay skupieia substacji... 103 Pukt potrójy... 105 Waruki ormale... 106 Temperatura a średia eergia kietycza... 106 Gaz doskoały... 106 Eergia wewętrza ciała... 106 Parametry opisujące sta gazu i zasady termodyamiki... 107 Zerowa zasada termodyamiki... 107 I zasada termodyamiki... 107 Rówaie stau gazu doskoałego... 107 Przemiay termodyamicze gazu doskoałego dla stałej masy... 108 Przemiaa izotermicza... 108 Przemiaa izochorycza... 108 Przemiaa izobarycza... 109 Przemiaa adiabatycza... 109 I zasada termodyamiki dla przemia termodyamiczych... 109 Przemiaa izotermicza... 109 Przemiaa izochorycza... 110 Przemiaa izobarycza... 110 Przemiaa adiabatycza... 110 Eergia wewętrza gazu i jej zmiaa... 110 Molowe ciepło właściwe... 111 Procesy odwracale i ieodwracale... 11 Siliki cieple... 11 Cykl idealego silika cykl Carota... 11 Rozszerzalość temperaturowa ciał... 114 Optyka Podstawowe pojęcia... 11 Prawo odbicia i prawo załamaia... 11 Prawo odbicia... 11 Względy i bezwzględy współczyik załamaia... 1 Płytka rówoległościea i pryzmat... 13 Zjawisko całkowitego wewętrzego odbicia, kąt graiczy... 14 Zwierciadła i obrazy powstające przy ich użyciu... 15 Zwierciadło płaskie... 16 Zwierciadło kuliste... 16 Kostrukcje obrazów w zwierciadłach... 18 Soczewki i kostrukcje obrazów... 130 Soczewki... 130 Obrazy powstające przy użyciu soczewek... 131 Przyrządy optycze... 134

Spis treœci 5 Oko... 134 Lupa... 135 Lueta... 136 Mikroskop... 136 Wady soczewek... 137 Dyfrakcja, iterferecja i polaryzacja światła... 138 Dyfrakcja i iterferecja, siatka dyfrakcyja... 138 Polaryzacja światła... 139 Polaryzacja przez odbicie... 140 Spektroskopia... 140 Model Bohra budowy atomu wodoru... 141 Promieie Roetgea... 143 Laser... 144 Elemety fizyki kwatowej Dualizm korpuskularo-falowy, fale de Broglie a... 151 Zasada ieozaczoości Heiseberga... 15 Zjawisko fotoelektrycze (zewętrze)... 15 Budowa atomu i elemety fizyki jądrowej Poglądy a budowę atomu... 157 Symbolicze ozaczeie pierwiastków i cząstek... 157 Doświadczeie Rutherforda... 158 Cząstki elemetare... 158 Promieiowaie jądrowe, prawo rozpadu, reguły przesuięć Soddy'ego i Fajasa... 160 Deficyt masy i eergia wiązaia... 16 Reakcje jądrowe, reakcja łańcuchowa i masa krytycza... 163 Reaktory jądrowe... 164 Bomba atomowa i wodorowa... 164 Elemety astroomii i kosmologii, budowa Wszechświata Jedostki odległości używae w astroomii... 169 Galaktyki i ich układy... 170 Ewolucja gwiazd, diagram H R,jasość gwiazd... 170 Układ Słoeczy, Słońce, Księżyc, plaety... 171 Czare dziury i mikrosoczewkowaie grawitacyje... 173 Przesuięcie ku czerwiei, prawo Hubble a... 173 Model Wielkiego Wybuchu, Rozszerzaie się Wszechświata, promieiowaie reliktowe... 174 Pole elektrycze, elektrostatyka Ładuki elektrycze... 177 Prawo Coulomba... 177 Sposoby elektryzowaia i zasada zachowaia ładuku... 178 Pole elektrostatycze, atężeie pola... 178 Praca w polu elektrostatyczym... 179 Eergia potecjala i potecjał pola elektrostatyczego... 180 Pojemość elektrycza, kodesatory... 18 Pojemość zastępcza układu kodesatorów... 183 Eergia aładowaego kodesatora... 184 Ruch cząstki aładowaej w polu elektrostatyczym... 184 Prąd elektryczy (stały) Prąd elektryczy i jego parametry, obwody i prawa imi rządzące... 187 I prawo Kirchhoffa... 188 Prawo Ohma (dla odcika obwodu)... 188 Opór zastępczy oporików... 190 Źródła apięcia... 190 Praca, siła elektromotorycza, moc, eergia elektrycza... 191 Pole magetycze i właściwości magetycze materii Pole magetycze, wektor idukcji magetyczej... 193 Siła elektrodyamicza i siła Loretza... 194 Ruch ładuku w polu magetyczym... 195

6 Spis treœci Zastosowaie siły Loretza cyklotro... 195 Oddziaływaie przewodików... 197 Właściwości magetycze materii... 197 Elektromagetyzm, prąd przemiey, fale elektromagetycze Idukcja elektromagetycza, strumień idukcji magetyczej... 199 Zjawisko idukcji elektromagetyczej i jej zastosowaie... 00 Prądica prądu przemieego... 01 Prąd przemiey i obwody drgające... 0 Zjawisko samoidukcji... 03 Fale elektromagetycze i prawa Maxwella... 04 Modele przewodictwa i zapis sygałów Własości przewodików, dielektryków i półprzewodików... 07 Modele przewodictwa... 08 Zastosowaie półprzewodików... 09 Aalogowy i cyfrowy zapis sygałów... 11 Dodatki Przypomieie matematycze... 13 Potęgi i ich własości... 13 Wzory skrócoego możeia... 13 Liczba w postaci wykładiczej... 14 Rząd wielkości... 14 Pierwiastki i ich własości... 14 Procety... 14 Promile... 14 Wartość bezwzględa... 14 Liczba przeciwa... 14 Odwrotość liczby... 15 Fukcja liiowa... 15 Fukcja kwadratowa... 15 Trygoometria fukcje trygoometrycze i ich własości... 16 Średia arytmetycza x Śr lub x:... 17 Średia ważoa... 17 Twierdzeie Pitagorasa... 17 Plaimetria pola figur... 18 Wektory i działaia a wektorach... 19 Stereometria objętości brył... 1 Niepewości pomiarowe... Tabela stałych fizyczych... 4 Wzory i przedrostki fizycze... 4 Termodyamika... 4 Atom wodoru... 4 Optyka... 4 Fizyka współczesa... 5 Hydrostatyka... 5 Astroomia... 5 Ruch prostoliiowy... 5 Ruch po okręgu... 5 Ruch obrotowy... 5 Ruch drgający... 5 Grawitacja... 6 Fale... 6 Sprężystość... 6 Elektrostatyka... 6 Prąd stały... 6 Pole magetycze... 6 Prąd przemiey... 7 Przedrostki... 7 Jedostki podstawowe układu SI... 7 Układ okresowy pierwiastków... 8 Alfabet grecki... 8 Ideks haseł... 9

Kiematyka Podstawowe pojęcia Ruch ciała to zmiaa jego położeia wraz z upływem czasu. Do opisu ruchu służy układ współrzędych. W zależości, czy ruch odbywa się wzdłuż prostej, a płaszczyźie czy w przestrzei (w różych kierukach), używamy układu jedo-, dwu- lub trójwymiarowego: Ruch opisujemy przy pomocy rówań: x(t) zależość położeia od czasu, s(t) zależość drogi od czasu, v(t) zależość wartości prędkości (lub szybkości) od czasu, a(t) zależość wartości przyspieszeia od czasu. Każdy ruch jest względy. Ozacza to, że w celu odpowiedzi a pytaie: czy dae ciało się porusza? musimy wybrać ciało (lub układ ciał) odiesieia. Dopiero wówczas moża określić, jakim ruchem ciało się porusza i czy w ogóle zmieia swoje położeie (względem tego ciała). Puktem materialym azywamy ciało, którego masy ie pomijamy, ale jego rozmiary i kształt ie są istote w rozważaiu. Puktem materialym może być cząstka elemetara jak piłka, samochód czy plaeta. Tor liia, którą zakreśla poruszające się ciało (tzw. ślad ). Droga to długość toru ruchu. Jedostką drogi w układzie SI jest 1 metr. Przemieszczeie (przesuięcie) to wektorowa wielkość fizycza. Wektor przemieszczeia ma początek w pukcie położeia początkowego ciała, a koiec w pukcie położeia końcowego ciała. Zwykle ozaczamy go jako AB lub D r. Wektor wodzący wektor, mający początek w początku układu współrzędych, a koiec w pukcie położeia ciała lub rozpatrywaej jego części.

Praca, moc i eergia Praca Praca wykoaa przez stałą siłę F przy przemieszczaiu ciała (z puktu A do B) jest rówa iloczyowi skalaremu tej siły i wektora przemieszczeia ciała D r (z puktu A do B). W = F Dr Korzystając z defiicji iloczyu skalarego, moża zapisać: W = F r cos α, gdzie α kąt między wektorem siły F i przemieszczeiem F wartość siły wykoującej pracę, r wartość wektora przemieszczeia. kg m kg m [W] = 1 N 1m = 1 m = 1 = 1J s s Jedostką pracy jest dżul (1 J). Pracę (i eergię) moża też wyrażać w elektroowoltach (1 ev) lub kilowatogodziach (1 kwh). 1 ev 1,6 10 19 C V = 1,6 10 19 J 1 kwh = 1000 W 3600 s = 3,6 MJ D r,

7 Praca, moc i eergia Moc Moc P jest rówa stosukowi wykoaej pracy do czasu, w którym została oa wykoaa. W P = t m kg 1 J s kg m [ P] = = = 1 = 1W Jedostka mocy jest wat (1 W). 3 1s s s Moc średia: P śr = F v śr Moc maszy mechaiczych często wyrażaa jest w koiach mechaiczych (1 KM). 1 KM 735 W (1 koń mechaiczy to około 735 watów) Eergia mechaicza Całkowita eergia mechaicza E c jest sumą eergii potecjalych E p i kietyczych E k. Zmiaę eergii potecjalej E p ciała o masie m, zajdującego się w pobliżu Ziemi, możemy obliczyć ze wzoru: E p = m g h = m g h m g h 0. Gdy h 0 = 0 to E p = m g h (więcej a te temat w rozdz. Grawitacja s. 79) Eergię kietyczą ciała o masie m, poruszającego się z szybkością v, obliczamy ze wzoru: m v EK = Zasada zachowaia eergii mechaiczej W układzie ciał izolowaych (ie działają siły zewętrze) suma eergii potecjalej i kietyczej ciał tworzących układ pozostaje stała. E c = E k + E p = cost Eergia mechaicza może być zamieiaa a iy rodzaj eergii, p. a eergię wewętrzą (przy zderzeiach), a eergię elektryczą (w prądicach). Zderzeia Ciało poruszające się, apotykając a swej drodze ie ciało, może ulec zderzeiu, czyli krótkotrwałemu oddziaływaiu. Możemy wyróżić: zderzeia sprężyste (tzw. doskoale sprężyste ) ulegają im p. kule bilardowe W tym przypadku spełioa jest zasada zachowaia pędu i zasada zachowaia eergii kietyczej. zderzeia iesprężyste ulegają im p. kule z plasteliy, często przy tego typu zderzeiu mamy do czyieia z odkształcaiem ciał. W tym przypadku spełioa jest tylko zasada zachowaia pędu.

Elemety fizyki kwatowej Dualizm korpuskularo-falowy, fale de Broglie a Dualizm korpuskularo-falowy światła polega a dwoistości jego atury. W iektórych zjawiskach (tj. dyfrakcji, iterferecji i polaryzacji) światło zachowuje się jak fala, a w iych (w zjawisku fotoelektryczym i efekcie Comptoa) jak strumień cząstek (korpuskuł). W 167 roku Izaac Newto opisywał światło jako strumień cząstek, a w 1690 roku Christiaa Huyges jako falę. W 1900 roku Max Plack sformułował podstawy teorii kwatów. Wprowadził pojęcie cząstek promieiowaia (kwatów) w celu wyjaśieia promieiowaia ciała doskoale czarego. W 194 roku Luis de Broglie przypisał cząstce o masie m, poruszającej się z szybkością v, długość fali λ. Jest to tzw. długość fali de Broglie a. h λ= p p = m v λ= h h mv, bo EK, EK m mv, p m EK m v = m E = = = gdzie: h stała Placka, m masa cząstki, v szybkość cząstki, λ długość fali de Broglie a, p pęd, E k eergia kietycza. K W 197 roku Lester Halbert Germer i Clito Joseph Davisso udowodili doświadczalie istieie fal de Broglie a dzięki zjawisku dyfrakcji elektroów a mookryształach iklu (Ni). Dla iych cząstek mikroświata możemy rówież otrzymywać obrazy iterferecyje. Fale odpowiadające cząstkom azywamy falami materii. Fale odpowiadające przedmiotom z makroświata mają bardzo małą długość, dlatego przewyższa atura korpuskulara materii makroświata.

15 Elemety fizyki kwatowej Zasada ieozaczoości Heiseberga Z falowej atury cząstek mikroświata wyika, że ależy rozpatrywać prawdopodobieństwo występowaia cząstki w daym miejscu (a ie jej kokrete położeie). W układach mikroskopowych rządzą prawa mechaiki kwatowej. Dokładość pomiarów ie sprowadza się jedyie do dokładości użytych przyrządów pomiarowych. Mają a ią wpływ kosekwecje atury falowej cząstek i ich oddziaływaie z otoczeiem (rówież z przyrządem pomiarowym). Niepewość położeia x cząstki jest rzędu długości fali, zaś wyzaczeia pędu: h Dp 4 πλ Niepewość rówoczesego wyzaczeia iepewości położeia i pędu oraz eergii i czasu dla cząstek mikroskopowych określa zasada ieozaczoości Heiseberga. Zasada ieozaczoości Heiseberga Niemożliwe jest rówoczese, dokłade określeie położeia i pędu cząstki. Dx Dp 4 h π Niemożliwe jest dokłade określeie eergii w dowolie krótkim czasie. DE Dt 4 h π Zjawisko fotoelektrycze (zewętrze) Zjawisko fotoelektrycze polega a emisji elektroów (tzw. fotoelektroów ) z powierzchi metalu pod wpływem promieiowaia elektromagetyczego. Zostało oo odkryte przez Heiricha Hertza w 1887 roku. W 1905 roku Albert Eistei wyjaśił to zjawisko, za co otrzymał Nagrodę Nobla w 191 roku. Dla każdego metalu istieje tzw. częstotliwość graicza promieiowaia, poiżej której zjawisko fotoelektrycze ie zachodzi. Częstotliwość graicza odpowiada miimalej eergii fotou, przy której może zajść efekt fotoelektryczy. E f h ν gr Miimala eergia fotou, dla której zachodzi zjawisko fotoelektrycze, to tzw. praca wyjścia elektrou z powierzchi metalu. W = h ν gr Jeśli powierzchię metalu oświetlimy światłem o częstotliwości ν > ν gr, to elektro wybity z jego powierzchi zyska eergię kietyczą E K. E K = h ν W E K eergia kietycza wybitego z powierzchi elektrou, h stała Placka, ν częstotliwość promieiowaia, W praca wyjścia. Powyższe rówaie to tzw. wzór Eisteia.

Zjawisko fotoelektrycze (zewêtrze) 153 Wykres zależości E K (ν) Zjawisko fotoelektrycze jest atychmiastowe brak opóźieia między padaiem światła a powierzchię metalu a emisją elektroów. Ilość emitowaych elektroów jest wprost proporcjoala do atężeia światła wywołującego fotoefekt. Maksymala prędkość (i eergia) fotoelektroów zależy od rodzaju materiału i częstotliwości światła oświetlającego. Zjawisko fotoelektrycze zalazło zastosowaie w fotokomórce, którą wykorzystuje się w wielu urządzeiach (wykorzystywaych m.i. w sporcie, przemyśle, zabezpieczeiach alarmowych itp.). Schemat fotokomórki Główą częścią fotokomórki jest próżiowa bańka szklaa. Jej wewętrza ściaka z odpowiedio dobraego metalu (p. cezu) staowi fotokatodę. Do bańki tej wtopioa jest aoda. Oświetloa fotokatoda emituje elektroy, które zdążają w kieruku aody, zamykając obwód elektryczy. Dopóki ie zostaie oświetloa fotokatoda, prąd ie popłyie (próżia między elektrodami w bańce szklaej). Zależość atężeia prądu płyącego przez fotokomórkę od apięcia między aodą i katodą I(U). Gdy ie jest przyłożoe apięcie, między katodą i aodą może płyąć prąd o małym atężeiu dzięki eergii kietyczej elektroów opuszczających katodę. Zadaie 1 Oblicz długość fali de Broglie a odpowiadającą eutroowi poruszającemu się z szybkością m 10 4. Jak zmiei się długość tej fali po przejściu eutrou różicy potecjałów 50 V? s Przyjmij masę eutrou 1,7 10 7 kg oraz stałą Placka h = 6,66 10 34 J s.

18 Pole elektrycze, elektrostatyka Praca W z wykoaa przez siłę zewętrzą przy przesuwaiu ładuku q ruchem jedostajym prostoliiowym z puktu A do B pola: W z = W (A B) W z = q (V A V B ) W polu jedorodym przy przemieszczaiu ruchem jedostajym prostoliiowym ładuku q z puktu A do B (rysuek) siła pola wykouje pracę: W( A B) = Fel Dr W (A B) = F el Dr cosa = F el d poziom rozszerzoy Poieważ: W (A B) = q (V A V B ) to F el d = q (V A V B ) po podstawieiu F el = q E otrzymujemy: q E d = q (V A V B ) E d = V A V B E d = U AB Różica potecjałów jest azywaa apięciem U. Wartość atężeia pola elektrostatyczego moża wyrazić wzorem: U E = d Pojemość elektrycza, kodesatory Potecjał V przewodika jest wprost proporcjoaly do zgromadzoego a im ładuku V ~ Q. Stały, dla daego przewodika, stosuek zgromadzoego a im ładuku do uzyskaego potecjału jest azyway pojemością elektryczą C przewodika. Q C = V C [ C] = 1 = 1F (farad) V Jedostką pojemości jest farad (1 F). Kodesator Kodesatorem azywamy układ przewodików, w którym obecość jedego z ich wpływa a pojemość drugiego przewodika. Q Pojemość kodesatora: C = U

Pojemoœæ zastêpcza uk³adu kodesatorów 183 Q ładuek, U różica potecjałów. Pojemość kodesatora płaskiego: e C = d 0 S s pole powierzchi okładki, d odległość między okładkami, ε 0 przeikalość elektrycza próżi. Jeśli między okładkami umieszczoy jest dielektryk, to zamiast ε 0 we wzorze występuje ε = ε 0 ε r, gdzie ε r to stała dielektrycza (wielkość bezwymiarowa) zależa od rodzaju dielektryka, temperatury i ciśieia. Stała ta iformuje, ile razy pojemość kodesatora płaskiego z dielektrykiem jest większa od pojemości takiego samego kodesatora bez dielektryka (próżiowego). Pojemość zastępcza układu kodesatorów Schemat elektryczy to graficze przedstawieie obwodu elektryczego. Symbolem kodesatora jest: a) kodesatory połączoe rówolegle poziom rozszerzoy C 1, C, C 3 pojemości kodesatorów Pojemość zastępcza C: C = C 1 + C + C 3 Pojemość zastępcza kodesatorów połączoych rówolegle rówa jest sumie pojemości tych kodesatorów. b) kodesatory połączoe szeregowo Odwrotość pojemości zastępczej w połączeiu szeregowym kodesatorów rówa jest sumie odwrotości poszczególych kodesatorów. 1 1 1 1 = + + C C C C 1 3

Dodatki Przypomieie matematycze Potęgi i ich własości: 1 a = a 0 a = 1 dla a 0 a = a a a a -czyików Dla i k N + : 1 a = dla a 0 a 1 a = a dla a 0 k k a = ( a ) dla a 0 Przy założeiu, że istieją: a m, a oraz b m, zachodzą astępujące własości: m m+ a a = a m m a a = a dla a 0 m m ( a ) = a m m m ( a b) = a b m m a a = m b b dla b 0 Wzory skrócoego możeia (a + b) = a + ab + b (a b) = a ab + b a b = (a b) (a + b) (a + b) 3 = a 3 + 3 a b + 3 ab + b 3 (a b) 3 = a 3 3 a b + 3 ab b 3 a 3 + b 3 = (a + b) (a ab + b ) a 3 b 3 = (a b) (a + ab + b )

14 Dodatki Liczba w postaci wykładiczej W fizyce często stosuje się otację wykładiczą. Zarówo do bardzo małych, jak i do bardzo dużych liczb: a 10 k, gdzie k jest liczbą całkowitą i 1 a 10. Postać taka skraca zapis liczby. Np. odległość Ziemia Słońce to około 149500000000 m = 1,495 10 11 m ( 150 ml km) Rząd wielkości Często posługujemy się rzędem wielkości liczby, gdy chcemy oszacować wartość wielkości fizyczej. Rzędem wielkości jest całkowita potęga liczby 10, będąca ajlepszym przybliżeiem tej liczby. Np. 150 ml km = 1,5 10 11 m 10 11 m liczba ta jest rzędu 10 11 m. Pierwiastki i ich własości Dla a 0 i b 0: a = b b = a a = a Własości pierwiastków: 1) Dla a 0: m m m m a = ( a) = a ) Dla a 0 i b 0: a b = a b 3) Dla a i b>0: a = b a b Procety % 1 1% = 100 a a% = 100 Przykład: 15 15% z 50 to jest: 15% 50 = 50 = 7,5 100 Promile 1 1 = 1% = 10 1000 a a = 1000 Wartość bezwzględa a dla a 0 a = a dla a < 0 Liczba przeciwa Liczba przeciwa do liczby x to liczba x.

INDEKS HASEŁ A aberracja chromatycza 138 aberracja sferycza 137 absorbet 141 akomodacja oka 134 akumulatory 191 amperomierz 188 amplituda fali (A) 61 atyleptoy 158, 159 aphelium 80 apocetrum 80 apogeum 80 B Balmera seria 143 barioy 159 barometr 97 barwa dźwięku 66 bateria 190 bezwzględy współczyik załamaia 1 białe karły 170 Bohra I postulat 141 Bohra II postulat 141 bomba atomowa 164 bomba wodorowa 165 bozo Higgsa 160 bozoy 158, 160 Bracketta seria 143 Brewstera kąt α B 140 bryła sztywa 47 C całkowita eergia mechaicza 7 całkowite wewętrze odbicie 14 chwilowa szybkość kątowa 47 ciała aizotropowe 103 ciąg główy 170 ciepło molowe C 111 ciepło parowaia c p 105 ciepło topieia c t 105 ciepło właściwe c w 105 ciężar ciała Q 34 ciśieie 95, 107 ciśieie atmosferycze 95 ciśieie gazu 107 ciśieie hydrostatycze 96 cykl Carota 11 czara dziura 173 czas połowiczego rozpadu T 1/ 161 czas własy 91 cząstka alfa (α) 158 cząstki elemetare 160 częstość drgań własych 57 częstotliwość f 15, 65 częstotliwość drgań 55 częstotliwość fali (f) 61 częstotliwość graicza 15 częstotliwość światła (fal widzialych) 05 D dalekowzroczość 135 deficyt masy Dm 16 deutero 157 dielektryki 07 dioda prostowicza 09 długość dali de Broglie a 151 długość fali (λ) 61 drgaia harmoicze 55 drgaia tłumioe 59 drgaia wymuszoe 59 droga 9 dualizm korpuskularo-falowy 151 dyfrakcja 138 dylatacja czasu 90 dystorsja 137 dźwięki 65 dżul 71 E Eisteia wzór 15 eergia aktywacji 163 eergia całkowita 58 eergia ciała 9 eergia kietycza 48, 7, 9 eergia mechaicza 7 eergia potecjala 180 eergia potecjala ciała 83 eergia spoczykowa 9 eergia w ruchu harmoiczym 58 eergia wewętrza ciała U 106 eergia wewętrza gazu 111 eergia wiązaia 16 eergia wiązaia jądra atomowego 16 eergia wiązaia przypadająca a jede ukleo 16 etropia S 11 F fala stojąca 64 fale dźwiękowe 65 fale elektromagetycze 04 fale koliste (kuliste) 61, 63 fale mechaicze 61 fale płaskie 61, 6 fale podłuże 61 fale porzecze 61 farad 18 fermioy 160