Zagadnienia do egzaminu z fizyki dla II WT-Z semestry II i III.
I Elementy nauki o cieple
Uogólnienie zasady zachowania energii. Pojęcia układ, otoczenie, energia wewnętrzna.
I zasada termodynamiki. Sposoby zmiany energii wewnętrznej. Ciepło i jego jednostki.
Temperatura. 0 zasada termodynamiki. Skale termometryczne. Zjawiska wykorzystywane do pomiaru temperatury.
Ciepło właściwe, ciepło przemiany, ciepło spalania. Jednostki. Bilans cieplny. Topnienie ciał krystalicznych i bezpostaciowych.
Pojęcie gazu doskonałego. Podstawowe równanie teorii kinetyczno-molekularnej gazu doskonałego. Równanie stanu gazu doskonałego.
Izoprzemiany. Przemiana adiabatyczna. Równanie Poissona.
Praca gazu doskonałego.
Ciepło molowe w przemianie izobarycznej i izochorycznej. Obliczanie cp/cv.
Praca w przemianie izotermicznej.
Praca użyteczna gazu doskonałego. Cykl kołowy. Zamiana pracy na ciepło i odwrotnie.
II zasada termodynamiki. Sprawność termodynamiczna silnika cieplnego. Statystyczny charakter II zasady termodynamiki.
Cykl Carnota. Sprawność cyklu Carnota. Cykle silników rzeczywistych.
Gazy rzeczywiste. Równanie Van der Waalsa. Temperatura krytyczna. Pojęcie pary nasyconej i nienasyconej. Skraplanie gazów.
Diagram fazowy wody. Zależność temperatury wrzenia i temperatury topnienia od ciśnienia. Punkt potrójny. Wilgotność bezwzględna i względna.
II Stałe pole elektryczne
Pojęcie pola w fizyce. Pola skalarne i wektorowe.
Ładunki elektryczne. Sposoby elektryzowania ciał.
Natężenie pola elektrycznego. Jednostka natężenia pola. Linie pola.
Pole jednorodne. Pole centralne.
Potencjał elektryczny. Napięcie. Praca w polu elektrycznym. Pola zachowawcze i niezachowawcze.
Przewodniki i izolatory. Dielektryki. Dipol, moment dipolowy, polaryzacja. Wektor indukcji.
Prawo Gaussa. Pole elektryczne ładunku punktowego, kuli naładowanej ze stałą gęstością i kuli naładowanej tylko na powierzchni.
Praca w polu jednorodnym. Praca w polu centralnym. Związek między potencjałem elektrycznym i natężeniem pola.
Pojemność elektryczna. Łączenie kondensatorów.
Ruch ładunków elektrycznych w próżni.
III Fizyczne podstawy nauki o prądzie elektrycznym
Ruch ładunków elektrycznych w przewodnikach. Prędkość unoszenia. Prawo Ohma. Zależność oporności właściwej od temperatury.
Siła elektromotoryczna. Ogniwa.
Prawa Kirchoffa.
Łączenie oporników.
Praca i moc prądu stałego.
Przepływ prądu przez elektrolity. Prawa elektrolizy.
IV Pole magnetyczne prądów stałych
Porównanie pola magnetycznego z polem grawitacyjnym i elektrycznym.
Podstawowe wielkości opisujące pole magnetyczne: natężenie pola, wektor indukcji.
Siła Lorentza. Siła elektrodynamiczna.
Prawo Biota-Savarta-Laplace'a. Obliczanie natężenia pola dla przewodników o różnym kształcie.
Pole magnetyczne zwojnicy.
Dipol magnetyczny. Namagnesowanie. Magnetyczne właściwości materii.
V Zjawisko indukcji elektromagnetycznej
Doświadczalne dowody na istnienie indukcji elektromagnetycznej
Siła elektromotoryczna indukcji. Prądy indukcyjne. Reguła Lentza.
Indukcja własna. Współczynnik samoindukcji.
Ramka wirująca w polu magnetycznym. Prąd zmienny.
Rola elementów RLC w obwodach prądu stałego i zmiennego.
Drgania elektryczne w obwodzie LC.
Rezonans w szeregowym obwodzie RLC. Obwody rezonansowe.
Fale elektromagnetyczne. Równania Maxwella.
VI Optyka falowa i geometryczna
Fale elektromagnetyczne, jako konsekwencja równań Maxwella
Widmo fal elektromagnetycznych i ich zastosowania
Fale świetlne, jako szczególny przypadek fal elektromagnetycznych
Prędkość światła i metody pomiaru.
Fotometria. Jednostki fotometryczne.
Zjawiska falowe i prawa nimi rządzące (odbicie, załamanie, dyfrakcja, interferencja, polaryzacja)
Sposoby polaryzacji światła. Kąt Brewstera.
Powierzchnie falowe, czoło fali, promień fali.
Bieg promieni przez pryzmat.
Zjawisko dyspersji współczynnika załamania. Rozszczepienie wiązki w pryzmacie.
Zasady konstrukcji obrazów w optyce geometrycznej.
Zwierciadło płaskie.
Zwierciadło kuliste. Równanie zwierciadła kulistego.
Definicja soczewki. rodzaje soczewek.
Równanie soczewki cienkiej.
Związek między ogniskową i promieniami krzywizny (wzór „szlifierzy soczewek”).
Wady soczewek.
Pojęcie zdolności skupiającej soczewki.
Układy soczewek. Zdolność skupiająca i powiększenie układu soczewek.
Oko ludzkie. Akomodacja. Odległość dobrego widzenia. wady wzroku.
Lupa.
Mikroskop. Powiększenie. Zdolność rozdzielcza.
VII Korpuskularna natura światła i elementy fizyki atomowej
Promieniowanie ciała doskonale czarnego. Doświadczalne prawa promieniowania ciała doskonale czarnego.
Prawo Plancka. Kwanty energii.
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Elementy fizyki relatywistycznej (transformacja Lorentza, relatywistyczna masa i energia).
Masa i pęd fotonu.
Efekt Comptona.
Promieniowanie rentgenowskie i jego zastosowania.
Podstawy i zastosowania spektroskopii optycznej.
Widmo promieniowania atomu wodoru.
Doświadczenie Rutherforda.
Model atomu Bohra.
Magneton Bohra.
Fale de Broglie'a.
Dyfrakcja elektronów. Mikroskop elektronowy.
Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
Funkcje falowe. Gęstość prawdopodobieństwa znalezienia cząstki. Orbitale
Równanie Schrödingera.
Współczesny pogląd na budowę atomów. Liczby kwantowe. Budowa układu okresowego.
VIII Elementy fizyki jądrowej i fizyki cząstek elementarnych.
Nukleony. Izotopy. Siły występujące wewnątrz jądra atomowego.
Promień jądra. Masa jądra. Defekt masy. Energia wiązania.
Modele jądra atomowego.
Promieniotwórczość naturalna. Właściwości promieniowania jądrowego. Reguły przesunięć.
Prawo rozpadu promieniotwórczego.
Metody detekcji promieniowania jądrowego.
Reakcje jądrowe. Sztuczne izotopy promieniotwórcze.
Dawki promieniowania. Ochrona radiologiczna.
Reakcja rozszczepienia. Budowa reaktora atomowego. Wykorzystanie energii jądrowej.
Reakcja syntezy. Jej znaczenie i perspektywy wykorzystania.
Cząstki elementarne. Kwarki.