Prawo Archimedesa - na każde ciało zanurzone w cieczy, działa ku górze siła wyporu równa ciężarowi wypartej cieczy: F_w = δ · g · V (δ - gęstość [kg/m³]

Długość fal (od najdłuższej do najkrótszej)

fale radiowe, podczerwień, światło białe, ultrafiolet, rentgen, Gamma

Światło białe - jest złożone. Składa się z wszystkich długości fal promieniowania widzialnego zawartego w granicach od 0,38-0,78μm. Światło białe przechodząc przez pryzmat rozdziela się na światła wielobarwne. Światło barwne załamują się niejednakowo (od najsłabszego: czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone, niebieski, granatowy, fioletowy)

Widmo - tęcza kolorów rozszczepionych poprzez przejście białego światła przez pryzmat.

Zastosowanie widma - optyczna analiza obejmuje również nadfiolet i podczerwień oraz analiza widma prom. Rentgenowskiego znalazły liczne zastosowania, np. pozwala określić rodzaj badanego materiału, procentową zawartość poszczególnych pierwiastków, widma emisyjne i absorpcyjne pomagają w badaniach nad budową gwiazd i materii międzygwiezdnej.

Prawo ciągłości strugi - (zasada zachowania mas) - przy założeniu, że w strudze nie ma żadnych źródeł to w danej rurce iloczyn przepływu poprzecznego i prędkości przepływu cieczy jest stały. Iloczyn S · v będzie taki sam: dx=vdt

Prawo Bernouliego - prawo to opisuje przepływ cieczy doskonałej w przewodach (rurkach prądu) o różnych przekrojach położonych w dowolny sposób względem poziomu. Prawo podaje, ze suma ciśnienia dynamicznego, hydrostatycznego i piezometrycznego (p - między elementami cieczy) jest wielkością stałą w danym przekroju

Równanie Bernouliego - zasada zachowania energii dla ukł. otwartych:

w dwóch dowolnych przekrojach strugi cieczy, suma energii potencj. i kinet. jest wielkością stałą. Określamy zmianę całkowitą energii czyli różnicę całkowitą wpływającej i wypływającej cieczy :

Ta zmiana energii powinna być równa pracy siły zewnętrznej.

Siła zewnętrzna ciśnienia F₁ wykonuje pracę W₁ w celu przemieszczenia masy wpływającej cieczy strudze v₁Δt. Równocześnie wypływająca ciecz wykonuje na drodze v₂Δt pracę W₂ przeciwko zew. sile ciśnienia F₂. Równanie Bernouliego możemy traktować jako pewną postać zasady zachowania energii czyli dla stacjonarnego ruchu idealnej nieściśliwej cieczy, suma energii kinet. oraz poten. przypadająca na jedno objętości cieczy - powstaje niezmienne pole na dowolnym przekroju prądu

W stacjonarnym strumieniu idealnie nieściśliwej cieczy całkowite ciśnienie złożone z ciśnienia dynamicznego, statycznego oraz hydrostat w dowolnym przekroju jest stałe

Prawo Torriciellego - kosztem ubytku energii potenc. grawitacyjnej powstaje energia kinetyczna czyli prędkość wypływu cieczy doskonałej nie zależy od jej gęstości a zależy od głębokości otworu:

(mv₁²) / 2 = m g h₁

Lepkość - to właściwość cieczy polegająca na stawianiu oporu przy wzajemnym przesuwaniu jej cząstek względem siebie.

Przepływy:

a) laminarne - (uwarstwione): cząstki cieczy poruszają się po torach równoległych do osi rury i nie wykonują żadnych ruchów poprzecznych; ma miejsce przy małych prędkościach przepływu

b) burzliwe - (turbulenty): występują wyraźne ruchy cząstek cieczy; ma miejsce przy dużych prędkościach przepływu

Liczba Reynoldsa - rozróżnia rodzaje przepływów

Δp / 2 miara spadku ciśnienia wzdłuż rury o dług. l przy ruchu laminarnym ten spadek ciśnienia proporcjonalny jest do prędkości zaś przy ruchu burzliwym proporcjonalny jest przy wyższej potędze.

r - charakt. pomiar przekroju poprzecznego; δ-gęstość cieczy [kg/m³];

v - średnia prędkość przepływu strumienia [m/s]

η - kinem. współ. lepkości badanej cieczy [m²/s]

Doświadczenia Reynoldsa - pozwoliły stwierdzić, że przejścia z ruchu laminarnego w burzliwy odbywa się przy tej samej wartości pewnego miernika, który nazwano liczbą Reynoldsa R_e=2320. Jeżeli obliczona liczba jest mniejsza niż 2320, w przewodzie wówczas panuje ruch laminarny, a gdy R_e>2320 burzliwy. Miernik Rey. pozwala na określenie strat hydraulicznych. Jest miernikiem uniwersalnym, dotyczy przewodów o dowolnych średnicach, różnych temperaturach. Można na jej podstawie określać rodzaj ruchu w przewodzie innym niż okrągłe.

Promień hydrauliczny - to stosunek pola przekroju poprzecznego do obwodu zwilżonego czyli do długości obwodu wzdłuż którego ciecz styka się ze ścianką koryta.

R_w - promień hydrauliczny, A - pole przekroju [m²], O_z - obwód zwilżony [m]. Możemy stosować do porównywania ze sobą dwóch przewodów o różnym kształcie przekroju poprzecznego.

Wielkość skalarna - wielkość którą możemy określić. Ma tylko wartość: m, t, s, E, P, światło, temp., szybkość, wydajność

Wielkość wektorowa - ma kierunek, zwrot, wartość: moment, przesunięcie, v, a, p

Siły działające na ciecz:

- grawitacji - skutkiem jest ciśnienie

- powierzchniowe - na powierzchni

- napięcia powierzchniowego

Prawo Pascala: ciśnienie we wszystkich kierunkach rozchodzi się jednakowo i prostopadle do powierzchni. Ciśnienie atmosferyczne zależy od wysokości słupa cieczy i rodzaju cieczy

Moment pędu- (L) punktu materialnego względem p. 0 nazywamy iloczyn wektorowy wektora wodzącego dowolnego punktu i wektora pędu: L = r x p

Zasady dynamiki Newtona:

I zasada - jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada - jeżeli na ciało działa niezrównoważona siła to ciało porusza się ruchem zmiennym (przyśpieszonym lub opóźnionym). Wartość przyśpieszenia w tym ruchu jest wprost proporcjonalna do wartości działającej siły, a odwrotnie proporcjonalna do masy ciała. Kierunek i zwrot przyśpieszenia jest zawsze zgodny z kierunkiem i zwrotem tej siły.

III zasada - jeżeli na ciało A działo ciało B pewną siłą to ciało B działa na ciało A siłą o tej samej wartości, takim samym kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.

Pęd - iloczyn masy ciała przez jego prędkość

Zasada zachowania pędu - w izolowanym układzie ciał, pęd układu pozostaje stały (nie zmienia się). Wynika z tego, że suma pędów na początku (przed zderzeniem) jest równa sumie pędów na końcu (po zderzeniu).

Praca - miarą pracy jest iloczyn siły (działającej w kierunku przesunięcia), tj. przesunięcia które odbyło się pod wpływem tej siły.

W = F · s [1J= 1N · 1m] [1kWh = 3 600 000J]

Moc - miarą mocy jest stosunek pracy do czasu w którym ta praca została wykonana:

Energia - zdolność do wykonania pracy, możliwość wykonania pracy, przy czym przyrost energii ciała (ΔE) jest równy wykonanej pracy (W) - ΔE=W

Energia kinetyczna - nazywamy energią związaną z ruchem ciała:

Praca wykonana przez siłę wypadkową działającą na ciało = przyrostowi energii kinetycznej ciała, czyli jeżeli chcemy rozpędzić ciało musimy się napracować: ΔE_K<0. Jeżeli na ciało działa siła przeciwnie skierowana do sił prędkości (tarcia) to energia kinetyczna układu maleje. Energia kinetyczna układu ciał jest funkcją stanu jego ruchu gdyż położenie i prędkość określają stan mechaniczny cząstki - parametry stanu.

Energia potencjalna - jest to energia związana z wzajemnością oddziaływań między ciałami: E_p= m g h [J]

Energia potencjalna sprężystości - zmagazynowana do wykonania pewnej pracy. Energia związana z wzajemnością oddziaływań między cząsteczkami:

x- wydłużenie sprężyny, k - współczynnik proporcjonalności-sprężystości.

Wzrost energii potencjalnej sprężystości jest miarą odkształcenia.

Energia potencjalna grawitacji - praca wykonana przy podnoszeniu ciała w polu siły ciężkości przekształca się na przyrost funkcji stanu układu ciało-Ziemia:

M - Masa Ziemi

Wszystkie ciała w próżni spadają z jednakowym przyśpieszeniem.

Zasada zachowania energii - w przemianie energii z jednej formy w drugą całkowita ilość energii nie ulega zmianie w układzie odosobnionym, energia mechaniczna jest stała.

Całkowita energia mechaniczna układu zamkniętego, w którym działają tylko siły zachowawcze jest stała (const.) natomiast energia mech. nie będzie zachowana gdy będzie tarcie.

Energia kin. w ruchu obrotowym - energia kinetyczna bryły obracającej się dokoła nieruchomej osi równa się połowie iloczynu momentu bezwładności i kwadratu prędkości kątowej

Energia cieplna - ciało jest energią ruchów cząsteczek

Energia wewnętrzna - jest sumą energii kinetycznej cząsteczek i energii potencjalnej cząsteczek.

Dynamika bryły sztywnej - punkt wokół którego odbywa się obrót nazywa się punktem podparcia. Działanie skręcającej siły zależy od wielkości siły oraz odległości między punktem podparcia a przyłożeniem siły. Im niżej tym sytuacja jest bardziej stabilna np.: gdy w butelce jest trochę wody i działa na nią jakaś siła, jest ona bardziej stabilna niż pełna butelka.

Przez bryłę sztywną - rozumiemy ciało składające się z nieskończonej liczby punktów sztywno ze sobą związanych. Ruch bryły sztywnej możemy określić poprzez 6 stopni swobody.

Stopnie swobody - ilość współrzędnych określających ruch ciała

Moment bezwładności - bryły zależy nie tylko od masy bryły ale również od kształtu bryły oraz położenia tej bryły względem osi obrotu. Rozkład przestrzenny masy bryły wywiera istotny wpływ na przyśpieszenie kątowe wywołane przez dany moment siły. Prędkość liniowa największa będzie na końcu węża:

J- moment bezwładności; J₀-moment bezwładności bryły względem osi obrotu przechodzącej przez środek masy; d- odległość rzeczywistej osi obrotu do równoległej osi obrotu przechodzącej przez środek masy.

Moment siły - przez moment siły względem jakiegoś punktu zero rozumiemy iloczyn wektorowy: r x F (r-promień wodzący dowolnego punktu linii działania siły, ramię siły): M = F x r.

Moment pędu - punktu materialnego to iloczyn wektorowy pędu wektora wodzącego: L = r x p

Zasady dynamiki ruchu obrotowego:

II zasada dynamiki w ruchu okrężnym - nie zerowy moment siły działającej na punkt materialny powoduje jego zmianę momentu pędu w czasie. W inercyjnym układzie odniesienia bryła nie obraca się lub obraca się jednostajnie gdy nie działają żadne momenty sił lub działające momenty sił się równoważą.

Przyśpieszenie kątowe - bryły w ruchu obrotowym zależy nie tylko od wartości siły lecz i od odległości od osi obrotu jakiej ta siła została przyłożona: ε= m / I.

Energia kinetyczna w ruchu obrotowym - jest równa połowie iloczynu momentu bezwładności bryły i kwadratu prędkości kątowej

Toczenie się bryły sztywnej o symetrii obrotowej jest ruchem złożonym z ruchu postępowego środka masy bryły i ruchu obrotowego wokół osi przechodzącej przez środek masy.

Ruch harmoniczny - siła która powoduje wychylenie ciała z równowagi bez odkształcenia. Przyczyną wywołującą ruch harmoniczny jest siła sprężystości lub siła quazisprężysta:

X(t) = A sinω t.

Ruch drgający jest ruchem harmonicznym, gdy:

a = ω² x

Ruch w którym przyśpieszenie jest wprost proporcjonalne do wychylenia nazywamy ruchem harmonicznym. Ruch odbywający się pod wpływem siły sprężystej to ruch harmoniczny.

Przyśpieszenie jest wprost proporcjonalne do wychylenia. Przykładem ruchu harmonicznego są drgania wahadła matematycznego:

- dzięki niemu można obliczyć przyśpieszenie ziemskie (zasada zachowania energii)

Gdy ruch odbywa się bez żadnych strat energii na pokonywanie oporu to całkowita energia mechaniczna jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy.

Wartości energii kinetycznej i potencjalnej wahają się od 0 do max lecz całkowita energia mechaniczna ciała wykonującego drgania harmoniczne jest stała.

Drgania harmoniczne tłumione

drgania odbywane w warunkach rzeczywistych są zawsze połączone z przekazywaniem energii otoczenia w związku z pokonywaniem sił oporu, czyli w wyniku wykonywanej pracy, energia ciała drgającego maleje - amplituda drgań maleje.

- Im większa prędkość obiektu tym większa siła tarcia (w efekcie załóżmy że siła tarcia będzie proporcjonalna do prędkości)

W układzie w którym następuje rozpraszanie energii zaobserwujemy drgania tłumione bo układ jest nie zachowawczy, działają siły nie zachowawcze.

Amplituda drgań tłumionych zmienia się wykładniczo i z biegiem czasu przyjmuje wartość 0.

Dekrement tłumienia - to logarytm naturalny ilorazu dwóch kolejno po sobie postępujących amplitud.
δ - stała tłumienia; T - okres drgań. Stała tłumienia zależy od materiału, kształtu, objętości.

Dekrement to ubywanie, czyli pozwala określić jak szybko zanikają drgania. Logarytmiczny dekrement tłumienia stosujemy często do charakteryzowania przebiegu drgań tłumionych.

Drgania wymuszone - jeżeli na ciało działamy siłą weriodyczną (gdy ω₁ = ω₀), wówczas amplituda drgania wymuszonego będzie miała największą wartość. Mówimy wtedy że układ drgający jest w rezonansie z siłą, czyli amplituda drgania wymuszonego przewyższa wielokrotnie amplitudę drgania, gdy rezonansu nie ma.

Krzywe rezonansowe - przedstawiają zależność między amplitudą drgań a częstotliwością siły wymuszającej.

Kształt krzywej - zależy od siły tarcia, która osłabia te drgania. Im większa jest siła tarcia tym bardziej jest płaska krzywa rezonansowa. Każda struktura ma swą naturalną częstotliwość przy której jako całość wchodzi w rezonans i pewne częstotliwości przy których rezonują tylko niektóre jej części.

REZONANS:

Energia w ruchu harmonicznym tłumionym:

Ciało powstaje na kształt energii mechanicznej. Wahadło matematyczne jest to ideał którego nie da się osiągnąć.

Ruch obrotowy - to bryła, która waha się wokół osi obrotu nie przechodząc przez środek masy M = J · E (II prawo mechaniki)

Dudnienie - gdy dwa składowe drgania harmoniczne o tym samym kierunku mają zbliżone częstości to drganie wypadkowe będzie też harmoniczne, ale o pulsującej amplitudzie.

Ruch harmoniczny:

Okres drgań zależy od momentu bezwładności bryły względem osi obrotu bryły oraz odległości ośrodka masy tej bryły od osi:

- Gdy mamy dwa źródła drgań o zbliżonych gęstościach (harmoniczne i w jednym kierunku) to wypadkowe drganie będzie o pulsującej amplitudzie.

- Gdy wzbudzamy drgania wzdłuż osi zamiennie prostopadłych to punkt materialny będzie poruszał się po torze krzywej liniowej, która ma kształt zależny od różnicy faz obu drgań. Krzywe złożone zamknięte nazywamy krzywymi Lissajou.

Drgania ściśle harmoniczne też nie są osiągalne, drgania rzeczywiste odbiegające od sinusoidy są to zazwyczaj drgania okresowe, ale nie sinusoidalne. Zgodnie z twierdzeniem Fuliera każde okresowe drganie rzeczywiste nie harmoniczne możemy uważać za nieskończoną sumę drgań harmonicznych.

Gęstości tych drgań są całkowitymi wielokrotnościami najmniejszej gęstości zwanej podstawową. Wszystkie drgania harmoniczne nie są sinusoidą.

Ruch falowy związany jest z 2 procesami:

- transport energii czyli przemieszczającym się zaburzeniem ośrodka,

- ruch drgający poszczególnych cząstek ośrodka dookoła ich położenia równowagi.

Ruch falowy nie jest związany z ruchem materii!

FALA MECHANICZNA - fale to rozchodzące się drganie. W fali podłużnej kierunek ruchu drgającego cząsteczek jest równoległy do kierunku ruchu zaburzeń (fale akustyczne). Natomiast w fali poprzecznej drgania ośrodka są prostopadłe (np. fale elektromagnetyczne)

fala podłużna
fala poprzeczna

G<E v_II>v_┴

Odległość między punktami których różnica faz stale równa się 2π nazywamy długością fali.

Wektor falowy

Zwrot wektora falowego jest zgodny ze zwrotem prędkości fazowej (prędkość przemieszczana się fazy).

Czoło fali - powierzchnia falowe, powierzchnia najdalej odsunięta od źródła.

Równanie fali:

Zjawisko nakładania się fali nazywamy superpozycją fal czyli jeżeli w ośrodku rozchodzi się jednocześnie kilka fal to drganie cząstek ośrodka stanowią geometryczną sumę drgań, czyli fale po prostu nakładają się nie zaburzając się wzajemnie w przypadku gdy drgania ośrodka wywołane oddzielnymi falami w każdym z punktów ośrodka mają stałą różnicę faz to dale takie nazywamy spójnymi. Podczas składania fal spójnych powstanie zjawisko interferencji.

INTERFERENCJA - polega na tym, że drgania w pewnych punktach ośrodka ulegają wzmocnieniu a w innych wygaszeniu. W wyniku interferencji fal otrzymuje się falę również o charakterze harmonicznym lecz mającą inną amplitudę niż fala składowa i inną fazę składową.

Gdy dwa źródła pochodzące z tego samego ośrodka dochodzą do tego samego punktu w różnych drogach i różnica dróg jest wielokrotnością długości fali to fale spotykają się w fazach zgodnych i obserwujemy wzmocnienie interferencyjne. Jeżeli jeden ciąg fal przebywa drogę dłuższą o nieparzystą wielokrotność połówek fali to fale spotykają się w fazach przeciwnych i znoszą się.

ZASADA HUYGENSA - każdy punkt ośrodka do którego dociera fala staje się wtórnym źródłem fali kulistej; styczna do fal cząstkowych tworzy czoło pow. wypadkowej.

Falę stojącą uzyskamy w wyniku interferencji fali padającej i odbitej od ośrodka bardziej sztywnego. Czyli punkty przestrzeni, w których amplit. drgań równa się 0 (nieruchome) nazwiemy węzłami. Natomiast punkty dla których amplituda równa jest 2A nazwiemy strzałkami. Węzły i strzałki utrzymują się w stałych punktach ośrodka.

Fala stojąca - to fala w której energia drgań nie jest przenoszona lecz trwale zmagazynowana w poszczególnych punktach.

Ruch fali można rozpatrywać jako drgania ośrodka w całości. (My odbieramy węzły)

Dźwięki:

0 ≤ τ ≤ 16 Hz - infradźwięki;

16 Hz ≤ τ ≤ 16 kHz - dźwięki;

16kHz ≤ τ ≤ 9 GHz - ultradźwięki;

τ ≥ 9 GHz - hiperdźwięki.

Charakteryzują się tym, że pobudzone do drgań elementem ośrodka nie ulegają przenoszeniu, duże masy drgają z niskim częstotliwościami - trzęsienia Ziemi. Natomiast najwyższe odpowiadają drganiom atomu.

Źródłem ultradźwięków: może być piszczałka ultradźwiękowa, słup powietrza o małych otworach w małej piszczałce, generator magnetostrykcyjny - oparty na zasadzie magnetostrykcji, generator piezoelektryczny - kryształ piezoelektryczny jest pobudzany do drga prądem o wysokiej częstotliwości co powoduje jego bardzo szybkie drgania.

Prawo Columba - mówi o wzajemnych oddziaływaniach ładunków punktowych. Ładunki różnoimienne przyciągają się a ładunki jednoimienne odpychają się

Elektryzowanie przez indukcje:

Siła oddziaływania pomiędzy ładunkami jest wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Natężenie pola elektrycznego - jest wielkością wektorową, określana jako stosunek siły działającej w polu elektrycznym do ładunku na który ona działa

Napięcie - to różnica potencjałów

Potencjał w punkcie A pola jest równy stosunkowi max pracy potrzebnej w celu przesunięcia ładunku punktowego do wielkości tego ładunku

Prąd elektryczny - uporządkowany ruch nośników to przepływ prądu. Jony są nośnikami w akumulatorze. Dziury w półprzewodnikach, a elektrony w drutach.

Natężenie prądu - jest to ilość ładunków w czasie:

Prawo Ohma - natężenie prądu płynącego przez odbiornik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego na końcu odbiornika

Opór elektryczny zależy od rodzaju materiału, długości i pola powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika i wyraża się wzorem:

to znaczy opór jaki stawia prądowi przewodnik z danego materiału o długości 1m i polu przekroju poprzecznego.

I prawo Kirchoffa - w rozgałęzionych obwodach prąd rozpływa się w każdym węźle. Suma natężeń prądów wpływających do węzła równa jest sumie natężeń prądów wypływających z węzła.

II prawo Kirchoffa - dla odbiorników połączonych równolegle:

Dla odbiorników połączonych szeregowo:
U = U₁+U₂. Suma napięć na odbiornikach równa jest napięciu na źródle.

Prawo indukcji elektromagnetycznej - zmiana strumienia magnetycznego w czasie (Indukcja - siła elektromotoryczna)

Fale elektromagnetyczne - światło jako energia która przemieszcza się w postaci fali elektromagnetycznej

Zjawisko fotoelektryczne - ze względu na charakter nośników prądu zjawisko dzieli się na zjawisko fotoelektr. zewnętrzne i wewnętrzne oraz fotowoltaniczne.

Zewnętrzne zjawisko fotoelektr. - pod wpływem światła padającego na powierzchnię ciała stałego zostaje wyemitowany elektron.

Wewnętrzne zjawisko fotoelektr. - pod wpływem światła o stosunkowo dużej energii następuje uwolnienie elektronów z wiązań kowalencyjnych wew. objętości ciała. Uwolnione w ten sposób elektrony nie opuszczają danego ciała ale powodują zwiększenie przewodnictwa elektrycznego.

Zjawisko fotowoltaniczne - na granicy metal-półprzewodnik pod wpływem oświetlenia powstaje różnica potencjałów która może stanowić źródło siły elektromotorycznej w obwodzie:

h · V₀ = W energia kwantu (foton)

Praca wyjścia - określa min. energię potrzebną do zwolnienia elektronu z metalu i jest charakterystyczna dla danego metalu

hV = W + E_K; hV -energia padania; E_K-energia kinetyczna swobodnego elektr.

Moc żarówki nie decyduje o energii pojedynczego fotonu. Im moc żarówki większa tym ilość fotonu większa, tym szybsze elektro im długość promieniowania oświetlającego katodę mniejsza. Prąd nasycenia zależy od natężenia światła, a nie zależy od jego częstości, natomiast napięcie hamujące staje się bardzo ujemne gdy częstość padającego światła wzrasta.

Gdy stosuje się światło o różnej częstości, ale o tym samym natężeniu wtedy liczba emitowanych elektronów jest za każdym razem taka sama, ale światło o najw. częstotliwości powoduje emisję elektronów o największej energii.

- Liczba uwalnianych elektronów jest wprost proporcjonalna do natężenia padającego promieniowania

- Maksymalna energia kinetyczna fotoelektronu zależy od częstości padającego światła a nie od jego natężenia.

- energia max liniowo zależy od częstości

- napięcie hamujące zależy od pracy wyjścia metalu

- istnieje częstość progowa poniżej której efekt nie zachodzi

- emisja elektronów zaczyna się bez mierzalnego opóźnienia czasowego

Fotopowielacze - wzmacniają działanie fotokomórki, dzięki powielaniu fotoelektronów. Mamy mierzalne natężenie:

Dla fal długich wartości kwantu energii jest praktycznie niemierzalna, natomiast dla krótkich stosunkowo duża. W strumieniu promieniowania emitowanym przez krótkofalowe źródła, atomy i cząsteczki można rozróżnić poszczególne kwanty energii, czyli obserwuje się nie ciągły (kwantowy) charakter promieniowania.

Założenie de Brogglie`a

Założył, że materia wykazuje właściwości falowe

Każda cząstka w ruchu ma stowarzyszoną falę o określonej długości.

Natężenia światła

Im fala krótsza tym większe natężenie - najbardziej rozproszone światło, w mgle stosuje się światło żółte.

Transmisyjność - przepływ

Absorcyjność - pochłanianie

Zdolność absorpcyjna - ilość energii promienistej pochłoniętej przez ciało do całkowitej energii padającej na to ciało

Zdolność emisyjna - ilość energii promienistej wyemitowanej przez czas przez jednostkę powierzchni

Prawo Kirchoffa - stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej jest stały

Prawo Bolsmana - zdolność emisyjna zależy od temperatury (dla ciała doskonale czarnego). Jeśli temp. ciała wzrośnie 2 razy to pole 16 razy

E = τ · T⁴

Prawo Wiena - ciało emituje promieniowanie, którego długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do temp. tego ciała:

Im temperatura wyższa tym widmo przesuwa się w stronę fal krótkich. W ognisku najpierw są czerwone węgla, a później fioletowe i żółte.

Kwant - pojedyncza porcja energii

Równania Maxwella

I - zmienne pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne, które może wywoływać prąd elektr.

II - prąd elektryczny lub zmienne pole elektryczne wytwarza wirowe pole magnetyczne

III - ładunek wytwarza pole elektryczne o indukcji odwrotnie proporcjonalnej do kwadratu odległości od źródła:

IV - nie istnieje w przyrodzie ładunek magnetyczny linie indukcji są krzywymi zamkniętymi

1 Warunkiem występowania fal elektromagnetycznych są zmienne w czasie pole elektryczne i magnetyczne

2 Pola te są wirowe, czyli linie sił tworzą zamkniętą pętle

3 W fali elektromagnetycznej wektor elektryczny jest prostopadły do wektora indukcji i falowego, czyli są poprzeczne.

4 Prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej:

Prędkość dźwięku:

W dielektryku:

μ - przenikalność

Energia fali elektromagnetycznej przepływająca w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni wynosi:

Każda zmiana w czasie pola elektrycznego wywoła zmianę w czasie pola magnetycznego, które z kolei wytworzy zmienne pole elektryczne, itd...

Taki ciąg wzajemnie sprzężonych pól elektrycznych i magnetycznych stanowi falę elektromagnetyczną.

Dipol emituje fale we wszystkich kierunkach, natężenie jest największe na płaszczyźnie prostopadłej do dipolu

Fala emitowana przez dipol jest spolaryzowana, gdzie wektor elektryczny fali jest równoległy do psi dipola zaś magnetyczny, prostopadłym. Falę emitowaną przez dipol można wykryć za pomocą drugiego dipola będącego w rezonansie z falą.

Energia pojedynczego kwanta:

E = h v

Współczynnik załamania światła:

iloczyn drogi optycznej i współczynnika załamania nazywamy drogą optyczną. Światło rozchodzi się po ekstremalnej drodze optycznej. Kąt odbicia jest równy kątowi padania.

α > β światło przechodzi z ośrodka rzadszego do gęstszego

α < β światło przechodzi z ośrodka gęstszego do rzadszego; polaryzacja światła widmo-spektrum

Zjawisko rozproszenia -

Zjawisko polaryzacji światła:

Światło, którego wektor elektryczny drga w wielu płaszczyznach nazwiemy światłem niespolaryzowanym, natomiast światło w którym drganie wektora elektrycznego odbywa się w jednej płaszczyźnie nazwiemy światłem spolaryzowanym

Sposoby polaryzacji:

1. między promieniem odbitym i słonecznym kąt jest równy 90˚

2. izotropowe

3. polaryzacja przy zastosowaniu polaroidu

4. polarytmetr

Lampa sodowa - w przezroczystych ciałach amorficznych i kryształach, dwójłomność może powstać na skutek działań zewnętrznych. Miarą powstającej anizotropii optycznej jest różnica współczynników załamania promienia zwyczajnego i nadzwyczajnego. Różnica ta jest proporcjonalna do naprężenia.

W każdym ośrodku światło ulega częściowemu pochłanianiu. Zjawisko to powstaje w związku z przekształceniem się energii elektromagnetycznej bądź w energię elektryczną ośrodka.

Natężenie światła - to ilość energii przenoszonej przez światło w jednej sekundzie.

Natężenie światła przechodzącego przez ośrodek zależy od natężenia światła przechodzącego i od współczynnika pochłaniania grubości warstwy.

Współczynnik pochłaniania ośrodka równa się co do wartości, odwrotności grubości takiej warstwy, po której przejściu natężenie światła maleje e razy.

Każda substancja odznacza się o mniejszym lub większym stopniu do selektywnego pochłaniania, czyli współczynnik pochłaniania zależy od długości fali światła padającego:

Przemiany jądrowe:

typ α β γ

Rozpad α - polega na wysyłaniu przez atomy promieniotwórcze atomu helu. W porównaniu z jądrem macierzystym w wyniku rozpadu α otrzymuje się jądro o liczbie masowej o 4 jednostki i liczbie atomowej mniejszej o 2 jednostki. Nie jest promieniowaniem silnym. Rozpad α jest możliwy jeżeli suma energii wiązania jądra otrzymanego w rozpadzie o cząstki α jest większa od energii wiązania jądra wyjściowego.

Rozpad β

Jeden z neutronów przekształca się w proton, a z jądr jest wysyłany elektron i n-ty neutrino. W wyniku rozpadu liczba masowa pierwiastka macierzystego nie ulega zmianie a liczba atomowa wzrasta o 1

Rozpadowi α i β towarzyszy promieniowanie γ. Emisja promieni γ jest jednym ze sposobów pozbycia się przez jądro nadmiaru energii zwanej energią zbudzenia.

Emisja promieni γ nie powoduje zmiany liczby protonów i neutronów w jądrze. Położenie pierwiastka nie ulega zmianie. Energia kwantów jest tym większa im większa jest jego częstotliwość, a mniejsza długość fali. Promieniowaniu γ towarzyszy zmiana momentów elektrycznych jądra polegających na zmianie rozkładów ładunków elektrycznych jądra lub zmianie układów jego orbitalnych i spinowych momentów magnetycznych.

Charakt. promieniowania Rentgenowskiego.

Promieniowanie X powstaje wówczas gdy wiązka elektronów o dużej prędkości uderzając w pewną substancję zostaje zahamowana. Widmo promieniowania X to widmo ciągłe liniowe zwane charakterystycznym. Zdjęcia Rentgenowskie otrzymujemy dzięki zdolności promieni X do zaczerniania kliszy fotograficznej lub wywołania fluorystencji. Tomografia komputerowa jest techniką pozwalającą na zobrazowanie pochłaniania promieniowania Rentgenowskiego w pojedynczej warstwie będącego obiektu.

---