1. Określić jak będzie działać siła Coriolisa na półkuli północnej na ciało poruszające się z północy na południe (z południa na północ)?
Efekt Coriolisa jest to efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Polega ona na zaburzeniu toru ciał poruszających się w takim układzie. Zaburzenie to zdaje się być wywołane jakąś siłą (dlatego efekt Coriolisa nazywany jest najczęściej siłami Coriolisa), w rzeczywistości jest jednak spowodowany ruchem układu odniesienia.
|
m-masa ciała |
|
|
|
|
Efekt Coriolisa jest widoczny również na powierzchni Ziemi. Jak wynika ze wzoru - efekty Coriolisa są wprost proporcjonalne do masy i prędkości ciała, są także większe kiedy ciało jest bliżej bieguna, a na Równiku nie występują. Na północ od Równika powodują zbaczanie poruszających się obiektów w prawo, a na południe - w lewo.
Efekt ten nie jest zazwyczaj odczuwalny, objawia się jedynie przy długotrwałych procesach lub działa na poruszające się bardzo swobodnie ciała. A oto przykłady jego wpływu:
- na półkuli północnej wiatr ma tendencję do skręcania w prawo, a na południowej - w lewo;
- na półkuli północnej mocniej podmywane są prawe brzegi rzek (odpowiednio: na południowej - lewe);
- na półkuli północnej wiry wodne oraz antycyklony poruszają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara (na południowej - przeciwnie)
Idąc z północy na południe będziemy zbaczać w prawo (siła rośnie) idąc z południa na północ będziemy zbaczać w lewo (siła maleje) Na półkuli północnej siła działa w prawo w stosunku do kierunku ruchu.
2. Siła działająca na cząstkę w polu magnetycznym (Kleszczewski str. 519)
|
|
|
|
|
q-ładunek |
Siła Lorentza jest prostopadła do płaszczyzny, w której leżą wektory
i
. Ponieważ siła Lorentza jest zawsze prostopadła do prędkości cząstki, to wartość prędkości tej cząstki pozostaje stała, a zmienia się tylko jej kierunek. Oznacza to, że energia kinetyczna cząstki poruszającej się w polu magnetycznym pozostaje stała. Pole magnetyczne nie wykonuje nad cząstką żadnej pracy.
Np. Jeśli cząstka z prędkością
wpadnie do jednorodnego pola magnetycznego o indukcji
, przy czym wektor
jest prostopadły do wektora
, to będzie poruszać się po torze kołowym.
3. Częstotliwość rezonansowa
4. Dipol elektryczny (str. 458)
Dipolem elektrycznym nazywamy układ dwóch jednakowych, różnoimiennych ładunków +q i -q znajdujących się w stałej odległości l od siebie. Elektrycznym momentem dipolowym
nazywamy wektor:
|
|
6. Długość fali de Brojgla
|
E-energia ( c-ładunek h-stała Plancka μ-częstotliwość λ-długość m-masa
|
6. Na strunie o długości l zaobserwowano pierwsza harmoniczna falę stojącą
poprzeczna ...
7. Dualizm korpuskularno-falowy.
Światło ma podwójną naturę - cząsteczkowo-falową, czyli może być traktowane jednocześnie jako zbiór cząsteczek i fala. W jednych zjawiskach uwidacznia się falowa natura światła, a w innych cząsteczkowa.
Zjawiska świadczące o falowej naturze światła:
- interferencja
- dyfrakcja
Zjawiska świadczące o cząsteczkowej naturze światła:
- zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne
- zjawisko Comptona
Hipoteza de Broglie'a
dla światła:
|
pf-pęd fotonu E-energia fotonu |
|
c-prędkość swiatła h-stała Plancka |
|
ν-częstotliwośc fali światła |
|
λ-długość fali światła |
dla materii:
8. Tarcie poślizgowe (Chyla)
9. Moment dipolowy elektryczny
10. Zjawiska zachodzące w pryzmacie
Dyspersja (rozszczepienie)-rozkład światła złożonego (np. białego) na składowe jednobarwne. Dyspersja jest wynikiem zależności współczynnika załamania od długości fali świetlnej. Zjawisko to wykorzystuje się do analizy widmowej.
Dyfrakcja (ugięcie)-odchylenie kierunku rozchodzenia się światła od pierwotnego kierunku, kiedy przechodzi ono przez niewielkie szczeliny, otwory lub natrafia na przeszkody.
11. Ciało podgrzane i widmo emisyjne (wykresy)
12. Ciało porusza się po okręgu płaszczyźnie podłogi zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Określ zwrot i kierunek wektora prędkości kątowej tego ciała. Uzasadnij odpowiedź.
Zwrot i kierunek wektora prędkości obrotowej jest zgodny z regułą prawej dłoni gdzie zgięte palce są zgodne z wektorem prędkości
a kciuk wyznacza nam kierunek i zwrot wektora prędkości kątowej
.
13. Obliczyć prędkość obiektu który przebył w czasie 100sec z dokładnością do
1sec, 0.1km z dokładnością 1dm
14. Def. siły odśrodkowej
15. Polaryzowalność elektronowa
16. Cechy dźwięku (Chyla str. 216)
Ton-wrażenie dźwiękowe wywołane sinusiodalnymi falami akustycznymi. Ton wytwarzany jest przez ciała drgające ruchem harmonicznym.
Natężenie dźwięku-równe jest ilości energii ΔE związanej z falą akustyczną, jaka w czasie jednostki czasu Δt przepływa przez jednostkę powierzchni ΔS ustawioną prostopadle do kierunku rozchodzenia się zaburzenia. Jednostka: W/m2
Barwa dźwięku-decydują o niej wyższe tony harmoniczne, których częstotliwości są wielokrotnością tonu podstawowego, wzmocnione przez odpowiedni ukształtowane pudło rezonansowe instrumentu.
Rezonans akustyczny.
17. Cialo wykonuje ruch po okręgu w płaszczyźnie tablicy zgodnie z ruchem
wskazowek zegara, wskazac kier i zwrot prędkości kątowej
Jak wcześniej
18. Tw Steinera (wzor, rys,def)
19. Logarytmiczny dekrement tłumienia (Nowak str. 72)
Za jego pomocą opisujemy tłumienie drgań, czyli zależność A(t) chwilowej amplitudy drgań słabo tłumionych od czasu. Wartość tego współczynnika jest równa logarytmowi naturalnemu stosunku chwilowej amplitudy drgań A(t) oraz A(t+T) w chwilach czasu różniących się o wartość jednego okresu drgań.
|
A(t)-chwilowa amplituda drgań
A(t+T)-chwilowa amplituda drgań różniąca się o jeden okres drgań ( β-współczynnik tłumienia drgań |
|
|
Te szare proste mają być przerywane i podpisane: x0e-βt (górna) i - x0e-βt (dolna) Koło wykresu był napis: β2<ω02 |
20. Holografia
Wykorzystuje się w niej fale elektromagnetyczne z zakresu widzialnego (tzw. Światło), ale też fale akustyczne. Wytworzenie hologramu polega na zapisie (np. na kliszy fotograficznej) obrazu interferencyjnego. Obraz ten uzyskuje się w wyniku nałożenia się fal rozproszonych lub odbitych od przedmiotu, którego obraz należy utrwalić z falą niezaburzoną (tzn. wiązką odniesienia zwykle kulistą lub płaską). Fale muszą spełniać warunki zajścia interferencji. Powstały w ten sposób hologram zawiera informacje o całym przedmiocie. Odczytanie hologramu polega na oświetleniu go falą spójną. Padająca na hologram fala ulega dyfrakcji na jego treści, interferencja fal ugiętych pierwszego rzędu z falą niezaburzoną tworzy w przestrzeni dwa obrazy (urojony i rzeczywisty) holografowanego przedmiotu. W praktyce holograficznej stosuję się światło lasera lub białe.
21. Magnetyczny moment dipolowy
Magnetycznym momentem dipolowym pm płaskiej ramki, przez która płynie prąd, nazywamy iloczyn natężenia prądu I przez powierzchnię ramki S. Jest to wielkość wektorowa o kierunku normalnym do powierzchni ramki i zwrocie zgodnym z ruchem śruby prawoskrętnej obracanej przez płynący w ramce prąd
Rysunek:
22. Pole prostokąta
23. Coriolis
24. Krzywa Lissajous w kształcie cyfry 8
Oznacza to, że częstotliwości drgań harmonicznych wykonywanych w płaszczyznach wzajemnie do siebie prostopadłych nie są równe, a ich stosunek jest liczbą wymierną.
Kształt takiej krzywej oznacza również, że częstotliwość drgania w płaszczyźnie Y jest dwa razy mniejsza od tej w płaszczyźnie X (zgodnie z rysunkiem)
|
ν-częstotliwości Nx-liczba przecięć prostej Lissajou prostą równoległą do osi OX Ny-analogicznie Należy pamiętać, aby te proste nie były styczne do krzywej i nie przecinały jej w węzłach |
25. Zasada dynamiki Newtona dla układu nieinercjalnego
26. Reguła przesunięć Wiena
Określa zmianę położenia maksimum rozkładu natężenia promieniowania cieplnego przy zmianie temperatury. Zgodnie z nim iloczyn długości fali promieniowania odpowiadający maksimum natężenia promieniowania cieplnego ciała doskonale czarnego znajdującego się w określonej temp. bezwzględnej T i tej temperatury jest stały :
gdzie b- stała Wiena 0,2898
Określa długość fali na której przypada maksimum zdolności emisyjnej.
=>
zależność długości fali i temperatury jest wzajemnie odwrotnie proporcjonalna czyli w miarę wzrostu temp. ciała dosk. czarnego ekstremalna wartość natężenia promieniowania jest emitowana dla fal o coraz krótszych długościach.
(Wykres)
27. Promieniowanie rentgenowskie
Promieniowanie to, odkryte przez Rentgena (nazwane przez niego promieniowaniem X) jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długościach od 0.001nm do 10 nm. Powstaje ono w wyniku hamowania szybkich elektronów przez substancję. Otrzymać je można za pomocą lamp rentgenowskich, składających się z próżniowego naczynia szklanego lub metalowego, w którym w odpowiedniej odległości od siebie umieszczone są katoda i anoda podłączone do wysokiego napięcia, rzędu dziesiątek tysięcy woltów. W lampie panuje próżnia rzędu 10-6mmHg. Z katody emitowane są elektrony, które są przyspieszane przez wytworzone wewnątrz lampy pole elektryczne. Elektrony przy anodzie uzyskują energie rzędu 104-105eV. Elektrony te uderzając w anodę (antykatodę) wykonaną z ciężkich metali zostają hamowane, w wyniku czego z anody emitowane jest promieniowanie rentgenowskie.
|
Wykres wygląda mniej więcej tak. Na osi pionowej jest natężenie, z na poziomej długość fali razy 10-11m. Te dwa najwyższe pagórki są wąskie. |
28. Mikroskop elektronowy (Chyla str. 274)
W urządzeniu tym, zamiast soczewek (jak w mikroskopie optycznym), stosuje się soczewki magnetyczne i elektrostatyczne, zamiast światła - wiązkę monoenergetycznych elektronów. Otrzymane w ten sposób powiększone obrazy powstają na fluoryzującym ekranie działającym podobnie jak ekran telewizora.
29. Kąt Brewstera („Fizyka III” Ginter str.272)
a) Jeżeli na powierzchnię odbijającą padnie pod kątem Brewstera światło
niespolaryzowane, to światło odbite będzie spolaryzowane.
Światło niespolaryzowane możemy potraktować jako sumę dwóch fal: takiej,
która ma pole elektryczne równoległe do tarczy i takiej, której pole
elektryczne jest prostopadłe do tarczy. Przy kącie padania Brewstera,
pierwsza z tych fal wogóle się nie odbije. W świetle odbitym pojawi się
tylko fala druga, czyli taka której pole elektryczne było równoległe do
powierzchni odbijającej.
b) Gdy światło odpowiednio spolaryzowane pada na szkło pod kątem Brewstera,
wtedy promienia odbitego nie ma.
30. Dlaczego bańka mydlana jest kolorowa
31. Tarcie i metody zmniejszania tarcia.
32. Moc (Chyla str. 60)
Moc urządzenie jest równa stosunkowi pracy wykonanej przez urządzenie do czasu, w którym ta praca została wykonana.
P=W/t [1W]
1W jest równy mocy urządzenia, które w ciągu 1s wykonuje pracę 1J.
Moc średnia, moc chwilowa(Nowak str. 52)
-moc średnia
-moc chwilowa
33. Odbicie wewnętrzne
34. Prawo Indukcji Farradaya
Cyrkulacja natężenia pola elektrycznego po krzywej zamkniętej jest równa ze znakiem minus pochodnej po czasie strumienia indukcji pola magnetycznego przechodzącego przez powierzchnię rozpiętą na tej krzywej.
|
d |
35. Wykres zależności drogi od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym
36. Praca (Chyla str. 59)
Aby wykonać pracę musimy zużyć na to ściśle określony, mniejszy lub większy przedział czasu. Praca zależy od czasu. Pracę definiujemy w następujący sposób:
|
α-kąt pomiędzy wektorem siły i drogi |
|
|
|
|
1J jest równy pracy jaką wykonuje siła 1N na drodze 1m; przy założeniu, że zwrot działającej siły jest zgodny ze zwrotem przesunięcia (α=0)
Całkowita praca (Nowak str. 51)
Całkowitą pracę wykonaną w trakcie przesunięcia ciała z punktu A do punktu B wyznaczamy całkując elementarne prace po całej drodze przesunięcia, czyli obliczamy całkę krzywoliniową:
37. Interferencja fal (Kleszczewski str. 296)
Interferencja jest to nakładanie się fal powodujące zmniejszenie lub zwiększenie amplitudy fali wypadkowej w zależności od różnicy fal składowych. Z nakładaniem się fal mamy do czynienia zawsze wówczas, kiedy w pewnym obszarze zachodzi jednocześnie kilka procesów falowych. Stan każdego punktu w tym obszarze jest wynikiem nałożenia się poszczególnych procesów falowych. Zakładamy przy tym, że jest spełniona zasada superpozycji, to znaczy, że zaburzenie wypadkowe jest równe sumie poszczególnych zaburzeń falowych.
38. Prawo Stefana Boltzmana
39. Prawo Gaussa
40. Dlaczego plama oleju na asfalcie jest kolorowa
41. Prawo Amper'a (Kleszczewski str. 514)
Całka okrężna wektora natężenia pola magnetycznego prądu stałego wzdłuż konturu zamkniętego równa się sumie algebraicznej prądów, które obejmuje ten kontur.
|
|
|
d |
|
I-natężenie prądu w przewodniku prostoliniowym |
42. Prawo Hoihensa (chyba zasada Huygensa)
43. Dlaczego chmury są białe?(Dlaczego niebo jest niebieskie)?
Niebo- Światło białe jest mieszaniną wszystkich kolorów tęczy czyli fal o różnych długościach(każda barwa ma inną dł.).Fale czerwone i żółte są najdłuższe zaś niebieskie i fioletowe najkrótsze. Cząsteczki gazów rozpraszają silnie fale o mniejszych długościach czyli niebieskie. Fale nieb. Przechodzą przez atmosferę i są wielokrotnie rozpraszane w różnych kierunkach. Fale innego koloru o większych długościach wędrują od Słońca do naszych oczu po niemal prostych liniach, natomiast fale nieb. dochodzą do nas ze wszystkich stron dlatego widzimy, że niebo jest koloru niebieskiego.
Chmury- złożone są(silnie skondensowane) z kropelek wody, kryształów lodu, pary wodnej. Są to większe cząstki. Fale rozpraszane przez te cząstki sa niemal takie same dla każdej długości. Wielokrotnie rozpraszane fale o każdej długości w efekcie dają (barwę) białą. Światło.
44. Tarcie toczne (Kleszczewski str. 70)
W przypadku toczenia siła tarcia związana jest głownie ze stratą energii podczas odkształcenia podłoża i ciała toczonego. Miarą tarcia jest w tym przypadku moment siły potrzebny do wprawienia ciała w ruch.
Ft=(μt/r)*FN |
Ft-siła tarcia |
|
μt-współczynnik tarcia tocznego |
|
r-promień toczącego się ciała |
|
FN-siła nacisku |
Wzór na moment:
M=μtFN
W ruchu jednostajnym moment ten jest równoważony przez moment siły tarcia:
M=Ftr
45. Tarcie poślizgowe
Jak wcześniej
46. Zjawiska w falach mechanicznych („Fizyka III” Ginter)
Zjawiska: zjawisko Dopplera, interferencja, dyfrakcja, rezonans.
Zjawisko Dopplera (str. 159): źródło dźwięku i obserwator poruszają się względem siebie, obserwator rejestruje inną częstotliwość (ν1), niż częstotliwość, z którą źródło wytwarza fale (ν0).
Obserwator znajdujący się „przed poruszającym się źródłem” obserwuje częstość fali wyższą od częstości wytwarzającego ją źródła.
|
ν0-częstotliwość fali wywtarzanej przez źródło ν1-częstotliwość rejestrowana V-prędkość źródła v-prędkość obserwatora |
47. Zjawiska charakterystyczne dla fal elektromagnetycznych
48. Wykres zmian dla dwóch energii w zjawisku fotoelektrycznym (wykres prądowo-napięciowy (Skrypt do lab. Nowaka str. 426)
|
1: Ic-natężenie prądu ciemnego 2: ф1, ф2-natężenie oświetlenia ф1 <ф2
Wzrost natężenia takiego prądu jest proporcjonalny do natężenia strumienia fotonów padających na fotodiodę |
Równanie charakterystyki napięciowej fotodiody ma postać:
I=If-I0[exp(eU/kBt)-1] |
I0-natężenie tzw. Prądu ciemnego nasyconego e-ładunek elektronu U-zewnętrzna różnica potencjałów na złączu kB-stała Boltzmanna T-temperatura If-natężenie prądu wywołanego wzbudzonymi światłem nośnikami ładunku elektrycznego |
49. Moment siły
50. Rezonans
51. Jak powstaje widmo emisyjne
52. II zasada dynamiki ruchu obrotowego w układzie inercjalnym (Nowak str. 46+rysunek)
Pod wpływem niezrównoważonego momentu siły
następuje zmiana w czasie momentu pędu
ciała określona wzorem:
|
|