Zagadnienia do egzaminu z fizyki

1. Jakie zjawiska świadczą o falowej, a jakie o korpuskularnej naturze światła?

FALOWEJ:

- dyfrakcja
- interferencja
- polaryzacja
- załamanie światła na granicy dwóch ośrodków optycznych
- odbicie światła na granicy dwóch ośrodków optycznych

KORPUSKULARNEJ:

- efekt fotoelektryczny
- emisja światła przez pojedyńcze atomy i cząsteczki
- absorbcja światła przez atomy i cząsteczki
- zjawisko Camptona

2. Na czym polega dyfrakcja światła?

Polega na zmianie kształtu powierzchni falowych i kierunku rozchodzenia się fali za przeszkodą zbajdującą się
na jej drodze bez zmiany długości fali.
Kiedy promienie świetlne przechodzą przez wąską szczeline uginają się na boki i wiązka światła sie rozszerza.

3. Co to jest interferencja?

Jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy fali wypadkowej.

4. Opisz doświadczenie Younga.

Jest to eksperyment polegający na przepuszczeniu światła poprzez dwa pobliskie otwory i obserwacji obrazu na
ekranie.

d sinα =k⋅λ

5. Co to jest siatka dyfrakcyjna? Dla jakich kątów powstają jasne prążki?

Siatka dyfrakcyjna to układ wielu linii przepuszczających lub odbijających światło.
Prążki jasne powstają dla kątów α

n

spełniających zależność: n λ=a sinα

n

λ- długość fali

n- 0, 1, 2, 3,.. - numer rzędu prążka

α

n

- kąt, pod jakim obserwujemy prążkin-tego rzędu (tzw. kąt ugięcia)

a- stała siatki (odległość między środkami środkami sąsiednich szczelin)

6. Na czym polega polaryzacja światła?

Polega na tym, że spośród wielu kierunków drgań natężenia pola elektrycznego w fali świetlnej wybierane są
tylko kierunki ściśle określone.

7. Co to są kryształy dwójłomne?

Są to naturalne polaryzatory występujące w przyrodzie, np. Kalcyt, turmalin lub mika.
Promień padający na taki kryształ ulega podwójnemu załamaniu i rozdziela się na dwa promienie, załamujące
się pod różnymu kątami zwane promieniami zwyczajnymi i nadzwyczajnymi.

8. Zastosowanie zjawiska polaryzacji.

- okulary z filtrami polaryzacyjnymi
- materiały optycznie czynne
- wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD)
- kina IMAX
- aparaty fotograficzne

9. Na czym polega efekt fotoelektryczny?

Wypolerowana i naładowana ujemnie płytka cynkowa traci ładunek pod wpływem naświetlania promieniem
ultrafioletowym – ładuje się dodatnio

10. Opisz zasadę działania fotokomórki.

Lampa próżniowa, która ma dwie elektrody. Jedna z nich jest fotokatodą pokrytą metalem o małej pracy wyjścia
elektronów. Druga elektroda jest anodą. Naświetlona fotokomórka nie przewodzi żadnego prądu elektrycznego.
Prąd pojawia się tylko po oświetleniu katody światłem widzialnym lub ultrafioletowym.

11. Efekt Comptona.

Zjawisko zmiany długości fali promieniowania rentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach.
Zjawisko to stoi u podstaw mechaniki kwantowej.

12. Co to jest foton i jaką niesie z sobą energię?

Foton jest to kwant promieniowania elektromagnetycznego (nie posiada ładunku elektrycznego ani momentu
magnetycznego o masie spoczynkoej równej 0) - odziałuje z materią na wiele sposobów (zjawisko
fotoelektryczne, efekt Camptona).Wartość energi jaką ze sobą niesie obliczamy ze wzoru:

E

f

=

hv lub

E

f

=

hc

λ

h- 6,63∙10

-34

Js – Stała Plancka

v- cxzęstotliwość promieniowania

λ- długość fali

c=3⋅10

8

m

s

– prędkość światła w próżni

13. Opisz doświadczenie Rutherforda

Eksperyment polegał na przepuszczeniu cząstek alfa przez bardzo cieńką złotą folie. Cząsteczki przechodziły
przez folię i zostawiały ślad na ekranie umieszczonym za folią. W ten sposób udało się Rutherfordowi
udowodnić, że cała masa atomów jest skupoiona w niewielkim obszarze, zwanym jąderem atomowym.

14. Opisz model atomu Thompsona i Bohra.

Model Thompsona

Model Bohra

Każdy atom jest
zbudowany z
jednorodnej kuli
naładowanej
dodatnio,
wewnątrz której
znajdują się
ujemnie
naładowane elektrony.

Elektron krązy wokół
jądra jako naładowany
punkt materialny,
przyciągany przez jądro
siłami
elektrostatycznymi.

15. Podaj postulaty Bohra.

I

Moment pędu elektronu jest równy n⋅ℏ ( ℏ - stała Plancka

h

2 π

)

Tylko na orbicie zgodnej z tym postulatem, elektron nie promieniuje.

II

Różnica energi elektronu na dwóch sąsiednich orbitach jest równa stałej Plancka pomnożona przez
częstotliwość fali promieniowania. Postulat ten tłumaczy tzw. widmo atomowe.

16. Co to jest widmo ciągłe i kiedy mamy z nim do czynienia?

Kolorowy pas rozszczepianego światła w którym barwy przechodzą gładko jedna w drugą. Widmo ma postać
ciągłego obszaru lub szerokich pasów. Widmo takie jest emitowane przez ciała w stanie stałym lub gazy
znajdujące się pod wysokim ciśnieniem.

17. Co to jest widmo dyskretne i kiedy mamy z nim do czynienia?

Jest to widmo składające się z odzielnych lini widmowych. Widmo takie jest typowe dla nie oddziałujących ze
sobą atomów lub niketórych cząstek.

18. Co to są linie Fraunhofera?

Są zestawieniem lini spektralnych. Linie te były pierwotnie obserwowane jako ciemne kształty w optycznym
widmie słońca.

19. Na czym polega analiza spektralna?

Polega na pomiarze emisji, absorbcji lub rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego. Skład próbki
określa się na podstawie badania jej widma- położenie lini lub pasm widmowych niesie informacje o składzie
jakościowym, natomiast natężenie sygnału – o ilości oznaczanego składnika

20. Co to są ciekłe kryształy?

Ciała posiadające fizyczne własności zarówno ciała stałego, jak i płynu.
Jedną z ich bardziej fascynujących właściwości jest to, że zmieniają one swoją pozycję w zależności od
przyłożonego napięcia.

21. Co odkrył Becquerel?

Odkrył zjawisko radioaktywności gdy badał fluorescencję rud uranu.

22. Scharakteryzuj promieniowanie alfa?

To rodzaj promieniowania jonizującego cechującego się małą przenikalnością.
Cząstka alfa (helion) składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Ma ładunek dodatni i jest identyczna z
jądrem atomu izotopu He

2+

. Cząsteczki alfa są wytwarzane przez jądra pierwiastków promieniotwórczych, jak

uran i rad. Promieniowanie alfa jest bardzo silnie pochłaniane

23. Scharakteryzuj promieniowanie beta?

Jeden z rodzajów promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas
przemiany jądrowej.
Promieniowanie beta powstaje podczas rozpadu beta, jest strumieniem elektronów się z prędkością zbliżoną do
prędkości światła. Promieniowania beta, może przenikać nawet przez grube blach metalowe.

24. Scharakteryzuj promieniowanie gamma?

Promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali mniejszej od 124 pikometry, jest to zakres odpowiadający
zakresowi promieni Rentgena.
Promieniowanie pochodzi z przemian jądrowych, jest jonizujące i bardzo przenikliwe.

25. Na czym polega promieniotwórczość naturalna, a na czym sztuczna?

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ NATURALNA

– polega na samorzutnej przemianie jąder atomowych w inne z

towarzyszącą temu emisją promieniowania.

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ SZTUCZNA

- promieniotwórczość trwałych pierwiastków chemicznych wywoływana

w sposób sztuczny poprzez napromieniowanie trwałych pierwiastków neutronami w reaktorze jądrowym lub
poprzez "bombardowanie" tych pierwiastków ciężkimi cząstkami, takimi jak na przykład protony, cząstki alfa i
inne.

26. Skąd bierze się deficyt masy w fizyce jądrowej?

Pojawia się gdy układ oddaje energię.

Δ

E=Δ mc

2

Δ

m=N m

n

+

Z m

p

−

m

E (Z , N )

E

(

Z , N )

=

Z

A

E

- nuklid zawierający N neutronów i Z protonów (N+Z = A)

m

p

=1,00727 - masa protonu w jednostkach masy atomowej

m

n

=1,00866 - masa neutronu

m

E

- masa jądra nuklidu

c = 3·108 m/s - prędkość światła w próżni

27. Omów podany wykres

Wykres energii wiązania na nukleon od liczby nukleonów w jądrze, czyli od liczby

masowej A, jest krzywą, która szybko narasta dla małych liczb masowych, a stopniowo
opada dla dużych. Wynika stąd, że dla pierwiastków lekkich (o małej liczbie masowej)
syntezie nukleonów jąder towarzyszy wydzielanie się energii, zaś w przypadku
pierwiastków ciężkich (o dużej liczbie masowej) wydzielanie energii towarzyszy
rozszczepianiu, czyli podziałowi jąder. Z tego również powodu jądra pierwiastków
lekkich charakteryzują się dużą trwałością, zaś jądra pierwiastków ciężkich mają
tendencję do rozpadu. Reakcje jądrowe łączenia jąder przeprowadzane tak, aby uzyskać
wyraźny wzrost energii wiązania, mogą być obfitym źródłem energii jądrowej. Reakcje

syntezy lekkich jąder (np. synteza helu). W przypadku reakcji rozpadu lub rozszczepienia energia wiązania jądra
musi być mniejsza niż energia wiązania produktów reakcji (np. rozpad uranu).
Z wykresu wynika również, że największą energię wiązania na nukleon ma jądro atomu żelaza.
Jest to przyczyną względnie dużej obfitości żelaza we Wszechświecie.

28. Na czym polega reakcja łańcuchowa?

Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkiej części ośrodka, lecz jej produkty - ciepło,
światło, reaktywne produkty pośrednie - inicjują reakcję w kolejnym punkcie ośrodka, na skutek czego rozwija
się ona lawinowo bez potrzeby udziału zewnętrznego czynnika inicjującego.

29. Co to są reakcje endo- i egzoenergetyczne?

REAKCJA ENDOENERGRTYCZNA –

reakcja chemiczna lub jądrowa, w wyniku której wyzwala się do otoczenia

energia w dowolnej postaci.

REAKCJA EGZOENERGRTYCZNA –

reakcja chemiczna, która pochłania energię z otoczenia w dowolnej postaci.

30. Co to jest masa krytyczna?

Jest to taka ilość materiału radioaktywnego, po przekroczeniu której nastąpi reakcja rozszczepienia w całej
objętości.

31. Zastosowanie promieniowania jądrowego.

- do wytwarzania energii
- datowanie archeologiczne
- utrfalanie żywności
- do zwalczania nowotworów
- do wykrywania wad materiałów
- pomiarów grubości

32. Wymień elementy konstrukcyjne reaktora jadrowego.

- osłona biologiczna,
- osłona ciśnieniowa,
- reflektor neutronów,
- pręty bezpieczeństwa,
- pręty sterujące,
- moderator,
- pręty paliwowe,
- chłodziwo

33. Co jest źródłem energii słonecznej?

Cykl protonowy lub protonowo- protonowy – cykl przemian
jąder atomowych, których efektem jest łączenie jąder
wodoru w jądra helu w wyniku czego powstaje duża ilość
energi.

34. Opisz model Słońca?

Słońce składa się z:
- jądra
- otoczki
- fotosfery
- korony
- protuberancje

35. Na czym polega zamiana energii w masę?

Gdy fizyk chce przy pomocy lekkich cząstek wyprodukować cięższe, wszystko co musi zrobić to wprowadzić
lekkie cząstki do akceleratora, aby nadać im dużą energię kinetyczną (prędkość) i zderzyć je ze sobą.
W tym zderzeniu kinetyczna energia cząstek została zmieniona w nowe cząstki o dużych masach.

36. Opisz znane ci rodzaje akceleratorów cząstek elementarnych

AKCELERATOR LINIOWY:

akcelerator, w którym przyspieszane cząstki poruszają się po torach prostych. Do

akceleratorów liniowych należą: akcelerator Cockcrofta-Waltona (kaskadowy), akcelerator van de Graaffa,
akcelerator liniowy z falą bieżącą, akcelerator liniowy z falą stojącą.

AKCELERATOR CYKLICZNY:

akcelerator, w którym przyspieszane cząstki poruszają się po torach spiralnych

lub kołowych i przyspieszane są wielokrotnie (cykliczne).Do akceleratorów cyklicznych należą: betatron,
cyklotron, mikrotron, synchrotron (elektronowy lub protonowy) oraz akcelerator wiązek przeciwbieżnych. Do
zakrzywiania torów cząstek wykorzystuje się pole magnetyczne, w najnowszych konstrukcjach wytwarzane
przez magnesy nadprzewodzące

CYKLOTRON:

akcelerator cykliczny, w którym stosunkowo ciężkie cząstki (protony, jądra, jony) przyspieszane

są polem elektrostatycznym o napięciu rzędu 100 kV i wysokiej częstości, istniejącym pomiędzy dwoma
duantami, czyli płaskimi wydrążonymi półwalcami.

BETATRON:

akcelerator indukcyjny, rodzaj akceleratora cyklicznego, służącego do przyspieszania elektronów.

Przyspieszanie następuje pod wpływem wirowego pola elektrycznego, indukowanego przez zmienny strumień
pola magnetycznego. W beatronie elektrony przyspieszane są na stabilnej orbicie, cykl przyspieszania wynosi
1/4 okresu sinusoidalnie zmiennego napięcia zasilania. Pod koniec przyspieszania dodatkowy impuls pola
kieruje elektrony na tarczę, gdzie w wyniku promieniowania hamowania wytwarzane są wysokoenergetyczne
fotony (kwanty promieniowania gamma).

AKCELERATOR LINIOWY Z FALĄ BIEŻĄCĄ:

akcelerator przyspieszający cząstki (najczęściej elektrony)

poruszające się z prędkościami zbliżonymi do prędkości światła, co oznacza konieczność wstępnego
przyspieszenia cząstek przed rozpoczęciem przyspieszania w tym akceleratorze.

AKCELERATOR LINIOWY Z FALĄ STOJĄCĄ:

Akcelerator liniowy z falą stojącą, akcelerator przyspieszający

protony lub ciężkie jony za pomocą rezonatorów fal elektromagnetycznych wysokiej częstości. Jonowód, w
którym przyspieszane są cząstki podzielony jest na segmenty tak, by w przerwach między segmentami działał
przyspieszająco na cząstki, wektor pola elektrycznego fali stojącej. Tam, gdzie wektor ten działałby hamująco,
jonowód ekranuje cząstki od wpływu pola elektrycznego. Podobnie jak w akceleratorach liniowych z falą
bieżącą konieczne jest tu wstępne przyspieszenie cząstek. W tym celu stosuje się akceleratory elektrostatyczne
lub akceleratory kaskadowe.

AKCELERATOR COCKCROFTA-WALTONA (KASKADOWY):

akcelerator liniowy, przyspieszający protony

wysokim napięciem (ok. 1MV) uzyskiwanym za pomocą generatora kaskadowego. Jest to najstarszy rodzaj
akceleratorów (pierwszy w 1929). W akceleratorze Cockcrofta-Waltona uzyskuje się wysokie natężenia
strumienia przyspieszanych cząstek.

AKCELERATOR VAN DE GRAAFFA (ELEKTROSTATYCZNY):

akcelerator liniowy, w którym cząstki (elektrony,

protony) lub jony przyspieszane są elektrostatycznym polem otrzymywanym za pomocą generatora van de
Graaffa.

AKCELERATOR WIĄZEK PRZECIWBIEŻNYCH (COLLIDER):

akcelerator, w którym możliwe jest zderzanie

przeciwbieżnie przyspieszanych wiązek cząstek. Z zasad zachowania energii i pędu wynika, że w zderzeniu
dwóch ciał dostępna jest tylko energia równa energii kinetycznej w ich układzie środka masy.

MIKROTRON:

rodzaj akceleratora cyklicznego służącego do przyspieszania elektronów do energii kilkunastu

MeV. Zbudowany jest z cylindrycznej komory próżniowej, umieszczonej w stałym polu magnetycznym,
wewnątrz której znajduje się wnęka rezonansowa zasilana prądem wysokiej częstości.

SYNCHROTRON ELEKTRONOWY:

rodzaj akceleratora cyklicznego służącego do impulsowego, cyklicznego

przyspieszania elektronów. Elektrony poruszają się po stałej orbicie w rosnącym w trakcie cyklu przyspieszania
polu magnetycznym, przy stałej rezonansowej częstości przyspieszającego pola elektrycznego.

SYNCHROTRON PROTONOWY:

rodzaj akceleratora cyklicznego (zmodyfikowany synchrocyklotron) pracujący

impulsowo - możliwa jest w nim dalsza kompensacja efektów relatywistycznyc

37. Na czym polegają eksperymenty z nieruchomą tarczą i wiązkami przeciwbieżnymi?

EKSPERYMENT Z NIERUCHOMĄ TARCZĄ:

polega na badaniu w ktrórym

chcemy zobaczyć co się stanie gdy wiązka cząstek wpada na atomy
stanowiące ciężką tarczę.

EKSPERYMENT Z WIĄZKAMI PRZECIWBIERZNYMI:

polega na badaniu

zderzenia czołowo dwóch przeciwbieżnych wiązek cząstek

38. Co to jest przypadek zderzenia w fizyce cząstek?

Celem fizyków jest wydzielenie każdego przypadku, zebranie o nim danych
i sprawdzenie czy to co się zderzyło jest zgodne z badaną teorią. Każdy
przypadek jest bardzo skomplikowany gdyż w wyniku oddziaływania
powstaje wiele cząstek.

39. Co to jest detektor cząstek?

Detektor rejestruje ślady cząstek, które są za małe, aby można je było zobaczyć.

40. Wymień znane ci cząstki wł. Modelu Standardowego

41. Scharakteryzuj leptony.

To grupa 12 cząstek elementarnych (6 cząstek i 6 antycząstek). Zaliczają się do niej elektron, mion oraz cząstki
tau, a także neutria: elektronowe, mionowe i taonowe. Ich antycząsteczki są naładowane dodatnio. Natomiast
neutria sa elektrycznie obojętne. Leptony podlegają oddziaływaniom słabym.

42. Scharakteryzuj kwarki.

Nie występują w naturze jako cząstki swobodne, istnieją w postaci związanej. Wyróżniamy 6 różnych
kwarków: dolny, gorny, powabny, prawdziwy, piękny i dziwny. Kwarki w pfrzeciwieństwie do Leptonów
ulegają silnym oddziaływaniom, posiadają ułamkowy ładunek elektryczny 2/3 lub -1/3

43. Opisz pierwsze eksperymenty, w kórych próbowano zmierzyć prędkość światła.

1667 – Galileo Galilei – zapalenie lamp na sąsiednich wzgórzach – sprawdzenie jak szybko zobaczy się światło
– prędkość zbyt szybka aby ją zaobserwować

c= jest skończona

1675 – Ole Roemer – wyznaczał prędkość światła na podstawie obserwacji zaćmień księżyców Jowisza (czas
trwania zaćmienia jest mniejszy niż, gdy Ziemia porusza się w stronę Jowisza niż gdy się oddala od niego)

c≈200 000

km

s

1849 – Armand Fizeau – pierwsze pomiary laboratoryjne – wirujące koła
zębate

c≈313000

km

s

1851 – Jean Foucault – udoskonalona metoda Fizeau – obracające się
zwierciadła.

c≈298 000

km

s

44. Opisz eksperyment Michelsona-Morley’a.

Światło ze źródła zostaje rozszczepione na dwie
prostopadłe wzajemnie wiązki przez półprzezroczyste
zwierciadło. Oba promienie po odbiciu od zwierciadeł
spotykają się na ekranie, gdzie powstaje obraz
interferencyjny. Jeśli ustawimy zwierciadła tak, aby
nastąpiło wzmocnienie, a następnie obrócimy aparaturę
o 900, to powstały nowy obraz interferencyjny powinien
wyglądać inaczej, jeśli prędkość światła w kierunku
ruchu Ziemi i w kierunku prostopadłym różnią się. Po
wielokrotnych próbach Michelson i Morley nie
zaobserwowali żadnego efektu.
Wynik: Prędkość światła nie zależy od układu

odniesienia :

c=299792458

m

s

≃

3⋅10

8

m

s

45. Opisz transformacje Galileusz.

Jest to transformacja współrzędnych przestrzennych i czasu
z jednego układu odniesienia do innego poruszającego się
względem pierwszego. W transformacji tej czas i odległość
miedzy dwoma dowolnymi punktami pozostaje stałe, czyli
sa niezależne od układu odniesienia.
Transformacja Galileusza jest zgodna z klasycznymi
wyobrażeniami o czasie i przestrzeni, zakłada że prędkość
oraz położenie są względne.

46. Podaj podstawowe założenia szczególnej teorii względnośći.

ZASADA WZGLĘDNOŚCI:

Prawa fizyki mają taką samą postać w każdym inercjalnym układzie odniesienia.

NIEZMIENOŚĆ PRĘDKOŚCI ŚWIATŁA:

Prędkość światła jest taka sama dla wszystkich inercjalnych układach odniesienia i nie zależy od ruchu źródeł i
odbiorników światła.

47. Na czym polega kontrakcja długości i kiedy zachodzi?

Jeśli pomiary połozenia końców pręta w jednych układzie są równoczesne, to w drugim układzie są
nierównoczesne i odwrotnie.

48. Na czym polega dylatacja czasu i kiedy zachodzi?

Jeśli pomiary czasu trawania zjawiska w jednym układzie zachodzą w określonym miejscu, to w drugim
układzie zachodzą w różnych miejscach i odwrotnie. A przyczyną obu efektów jest wymieszanie współrzędnych
przestrzennych i czasowych w równaniach transformacji Lorentza.

49. Co to jest moduł Younga?

Moduł Younga (E) – inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł (współczynnik) sprężystości podłużnej
(w układzie jednostek SI) – wielkość określająca sprężystość materiału. Wyraża ona, charakterystyczną dla
danego materiału, zależność względnego odkształcenia liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim
występuje w zakresie odkształceń sprężystych.

E=

σ

ε

Jednostką modułu Younga jest paskal, czyli N/m

2

.

Moduł Younga jest hipotetycznym naprężeniem, które wystąpiłoby przy dwukrotnym wydłużeniu próbki
materiału, przy założeniu, że jej przekrój nie ulegnie zmianie (założenie to spełnione jest dla hipotetycznego
materiału o współczynniku Poissona υ = 0).

50. Na czym polega aberacja sferyczna i chromatyczna?

ABERRACJA SFERYCZNA:

cecha soczewki polegająca na odmiennych długościach ogniskowania promieni

świetlnych ze względu na ich połozenie między środkiem a brzegiem urządzenia optycznego – im bardziej
punkt przejścia światła zbliża się ku brzegowi urządzenia, tym bardziej uginają się promienie świetlne.

ABERRACJA CHROMATYCZNA:

cecha wynikająca z różnych odległośći ogniskowania (ze względu na różną

wartość współczynnika załamania) dla poszczególnych barw widmowych światła. W wyniku następuje
rozszczepienie światła, które widoczne jest na granicach kontrastowych obszarów pod postacią kolorowej
obwódki.

51. Na czym polega metoda mostkowa wyznaczania oporu?

Mostek jest równoległym połączeniem co najmniej dwóch dzielników napięcia.
Napięciem wyjściowym mostka jest napięcie pomiędzy punktami wyjściowymi dzielników napięcia.

Jedną z największych zalet układu mostkowego jest to, że może on zostać doprowadzony do punktu równowagi
– napięcie wyjściowe mostka zrównoważonego jest równe zero, co jest często wykorzystywane w mostkach
pomiarowych. Obecnie mostki pomiarowe są coraz rzadziej wykorzystywane z uwagi na nieustający rozwój
stosunkowo tanich i coraz dokładniejszych wszelkiego rodzaju mierników cyfrowych. Niemniej, w
powszechnym użyciu są również mostki niezrównoważone pracujące nie tylko w punkcie równowagi.

52. Opisz przejście promienia świetlnego przez płytkę równoległościenną.

Wiązka światła przechodzącego przez płytkę równoległościenną ulega przesunięciu równoległemu.
Wiązka wychodząca z płytki jest równoległa do wiazki padającej.
Wielkość tego przesunięcia zależy od kąta padania wiązki na płytkę i od
grubości płytki a także od współczynnika załamania ośrodków (n

1

, n

2

).

α

1

=

α

2

d =l⋅

sin (α −β )

cos β

β

1

=

β

2

53. Co to jest wahadło fizyczne?

Jest to bryła sztywna mogąca obracać się do okoła osi nie

przechodzącej przez środek ciężkości tej bryły.

T =2 π

√

l

g

Zadania

1. Pociąg opuszcza przystanek ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem a=30
m/s2. W jakiej odległości od przystanku uzyska on prędkość v=15 m/s?

2. Kula opuszcza lufę karabinu o długości s=120cm z prędkością v=720 m/s. Jak duże
przyspieszenie wywołuje gaz wybuchowy, jeżeli założymy że ciśnienie gazu jest
równomierne?

3. Ruch punktu materialnego opisuje równanie parametryczne x=ct, y=a+bt2, a,b,c –stałe
a) obliczyć składowe prędkości i przyspieszenia
b)wyznaczyć tor punktu przyjmując a=0, b=g/2,c=v0

4. Z określonego miejsca wyruszyły w tym samym kierunku dwa ciała: jedno ruchem
jednostajnym z prędkością v=96 m/s, a drugie ruchem jednostajnie przyspieszonym z
prędkością początkową v0=10 m/s i przyspieszeniem a=8,8m/s2. Po jakim czasie drugie ciało
dogoni pierwsze?

5. Ruch punktu materialnego opisany jest układem równań parametrycznych x=r sin wt , y=r
cos wt. Przy czym r(t)=const. i w(t)= const.
a) wyznaczyć składowe prędkości i przyspieszenia
b) wyznaczyć wartość bezwzględną wektora prędkości i przyspieszenia
c) wyznaczyć wartość bezwzględną wektora prędkości i przyspieszenia
6. Z jakiej wysokości h rzucono poziomo kamień z prędkością początkową v=30 m/s, jeżeli
spadł on na ziemię w odległości s=80m od miejsca wyrzutu.

7. Pociąg porusza się po łuku o promieniu krzywizny r=400m przy czym jego przyspieszenie
styczne wynosi at=0,2 m/s2. Określić przyspieszenie normalne an i całkowite przyspieszenie
a pociągu w chwili, gdy jego prędkość wynosi v=10 m/s

8. Pojazd o masie m= 200kg porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym i przebywa w
czasie t=15s drogę s=225m. Z jakim przyspieszeniem porusza się pojazd? Obliczyć siłę, która
nada to przyspieszenie. Tarcie pomijamy.

9. Na nici zawieszonej przez blok zawieszone są nierówne masy m=200g i M+m=210g.
Znaleźć przyspieszenie mas i napięcie nici T. Blok i nić pominąć jako bardzo lekkie. Pominąć
tarcie.

10. Na równi pochyłej o kącie nachylenia a do poziomu znajduje się ciało o masie m. Na
górnej krawędzi równi przymocowano krążek, przez który została przerzucona nić. Jeden
koniec nici został przywiązany do ciała m, na drugim wisi ciało o masie M. Znaleźć
przyspieszenie a z jakim porusza się ciało i naciąg nici N. Zaniedbujemy tarcie, masę nici i
masę bloczka.

11. Dwa ciała o masach m1 i m2 połączone linką ( nieważką i nierozciągliwą) spoczywają na
równi poziomej. Do pierwszego ciała przyłożono siłę Q, do drugiego P ( P>Q i działają
poziomo). Znaleźć przyspieszenie a z jakim poruszają się ciała i naciąg nici N. Zaniedbujemy
tarcie, masę nici.

12.Jaki będzie okres drgań wahadła matematycznego o długości l=50cm zawieszonego w
kabinie windy poruszającej się w górę z a=1,5 m/s?

13. Obliczyć maksymalne przyspieszenie ruchu drgającego końców kamertonu, jeżeli
amplituda drgań wynosi A=0.2 mm, częstotliwość drgań zaś f=435Hz.

14. Równanie ruchu punktu materialnego o masie m=10g ma postać: x(t)=0.1 sin(

p/8 t+

p/4). Znaleźć:
a) okres drgań T,

b) maksymalną prędkość i moment jej osiągnięcia,
c) maksymalne przyspieszenie i odpowiadający tej wartości najbliższy moment czasu,
d) wielkość maksymalnej siły działającej na ten punkt

15. Ciało wykonuje drgania harmoniczne opisane równaniem x(t)=6 sin(3

p t+ p/3). Jakie

jest jego położenie, prędkość i przyspieszenie w chwili t=2s. Znaleźć również fazę,
częstotliwość kołową i okres drgań.

16. Obliczyć długość emitowanej przez widełki stroikowe fali głosowej, jeżeli drgają one z
częstotliwością f=435 Hz.

17. Obliczyć długość wahadła matematycznego, które wykonuje n=150 wahań na minutę.

18. Obliczyć długość wahadła matematycznego sekundowego na Księżycu, którego promien
wynosi R=1730 km, zaś masa m stanowi 1/81 masy Ziemi. Jaki okres miałoby wahadło
sekundowe ziemskie na Księżycu. Promień Ziemi wynosi 6370 km.

19. Obliczyć amplitudę drgań wahadła składającego się z kuli o masie m=20g, zawieszonej na
nieważkiej nici o długości l=40cm, jeżeli całkowita energia wahadła wynosi 10

-4

J.

20. Kula przelatuje z prędkością v=660 m/s w odległości l=5m od człowieka. W jakiej
odległości od człowieka była ta kula, gdy usłyszał on jej świst. (prędkość dźwięku 340 m/s)

21. Częstotliwość drgań kamertonu wynosi f0=435 Hz. Prędkość głosu w powietrzu
Vd=340m/s. Jaką częstotliwość odbiera obserwator, który oddala się od kamertonu z
prędkością 34m/s.

22. Częstotliwość drgań kamertonu wynosi f0=435 Hz. Prędkość głosu w powietrzu
Vd=340m/s. Jaką częstotliwość odbiera obserwator, który przybliża się do kamertonu z
prędkością 34m/s.

23. Zwierciadło wklęsłe o ogniskowej f= -40 cm znajduje się w odległości D od ściany.
Między zwierciadłem, a ścianą wstawiamy świecę w odległości d= -70 cm od zwierciadła
taki, że powstaje obraz rzeczywisty na ścianie. Obliczyć D.

24. Przedmiot o wysokości h=4 cm znajduje się w odległości d=-10 cm od wierzchołka
zwierciadła wklęsłego o ogniskowej f=-8 cm. Jaka jest wielkość powstającego obrazu?

25. Współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest pryzmat n=1,52. Obliczyć
minimalny kąt łamiący pryzmatu, przy którym promień nie wyjdzie z pryzmatu z powodu
całkowitego wewnętrznego odbicia.

26. Promień świetlny przechodzi ze szkła (n1=1,52) do diamentu (n2=2,42). Obliczyć kąt
padania

α

, jeżeli kąt załamania

β

=30

o

. Jaki jest współczynnik załamania diamentu względem

szkła?

27. Obliczyć prędkość światła w ośrodku, którego współczynnik załamania n=1,75.

28. Prędkość fali dźwiękowej wynosi 340m/s w powietrzu, a w wodzie 1360 m/s. Które
środowisko ma większy współczynnik załamania dla dźwięku? Oblicz jaki jest kąt graniczny
fali w powietrzu na granicy między powietrzem i wodą?

29. Obwód drgający składa się z pojemności c=500 F oraz samoindukcyjności L=80 mH.
Jaki jest okres, częstotliwość częstość kołowa drgań oraz długość fali elektromagnetycznej
wypromieniowanej przez ten obwód?

30. Jeżeli do cewki o samoindukcyjności L=0,6 H włączono stałe napięcie U=24 V to płynie
przez nią prąd o natężeniu I=0,35 A. Jaki przepływa przez nią prąd, jeżeli włączymy tę cewkę
od źródła prądu zmiennego o napięciu U1=125V i częstotliwości f=50 Hz.

31. Jaką prędkość

β

=v/c musi mieć cząstka, aby jej energia kinetyczna równała się energii

spoczynkowej.

32. Ilu kwantom n o długości fali 0,1

µ

m odpowiada energia 1 J?

33. Obliczyć długość fali de Broglie’a kuli karabinowej o masie 5g poruszającej się z
prędkością 800m/s?

34. Pokaż, że kwantowy warunek Bohra nałożony na orbity elektronu w atomie wodoru
równoważny jest warunkowi istnienia na tych orbitach fal stojących de Brogl’a związanych z
elektronami

35. Przyspieszoną napięciem U wiązkę elektronów skierowano na cienką warstwę substancji
krystalicznej i po przejściu zarejestrowano na kliszy fotograficznej. Odległość kliszy od
warstwy krystalicznej wynosi d. Na otrzymanym zdjęciu można zidentyfikować szereg
punktów leżących na okręgu o promieniu r. Podaj wyrażenie pozwalające oszacować
odległość między atomami w przeświatlanym elektronami materiale.

36. Zależność drogi od czasu dla pewnego punktu opisuje funkcja:
a)x=2t

2

+t+2

b)x=-4t+6
Znajdź funkcję opisującą prędkość i przyspieszenie. Jakim ruchem porusza się opisywany
punkt.

37. Obliczyć maks. wysokość na jaką wzniesie się kula wahadła matematycznego, jeżeli
punkt najniższego położenia minie z prędkością 140m/s?

38. Pewien astronauta w chwili narodzin swej córki miał 30 lat. Tego dnia wyruszył w
podróż kosmiczną do odległej planety z prędkścią 0,6c. Jak długo musiał podróżować,
aby po powrocie stać się rówieśnikiem córki?

39. Oblicz masę elektronu poruszającego się z prędkością 0,8c znając jego prędkość
spoczynkową.

Wszystkie zadania z poziomu gimnazjalnego np. ze zbioru zadań R. Subieta