Transformacje galileusza: opisuje świat na sposób tradycyjny, czyli przed wprowadzeniem TW. W transformacji Galileusza (zgodnej z mechaniką niutonowską) czas i przestrzeń są traktowane jako jednolite, niezmienne, niezależne od układu odniesienia. Tutaj czas jaki upływa między dwoma zdarzeniami jest niezależny od tego z poziomu jakiego układu odniesienia jest wyznaczany - powinien mieć tę samą wartość dla obserwatora spoczywającego, poruszającego się z ogromną prędkością, czy znajdującego się w silnym polu grawitacyjnym. Podobnie jest z odległością między dwoma punktami - jeśli w jednym układzie odległość ta wynosi x metrów, to tyle samo metrów odległość ta powinna mieć w dowolnym innym układzie odniesienia. Służy dla małych ukłądów odniesienia ( duzo miejscych niż prędkość światła)

Transformacje Lorentza – opisuje świat w sposób relatywistyczny, śłuży do opisu dużych układów odniesienia z prędkością porównywalną prędkości siatła (300tyś km/s – prędkość światła)

Efektami porównania transformacji lorentza do galileusza są:

Wydłużenie czasu

Skrócenie drogi

Wszystkie zdarzenia zachodzą w czterowymiarowej czasoprzestrzeni, w której trzy współrzędne określają położenie w przestrzeni, a czwarta współrzędna to czas. Jeżeli w jednym układzie U określone są wszystkie cztery współrzędne jakiegoś zdarzenia (x, y, z, t) to w układzie U’, który porusza się względem układu U ze stałą prędkością u skierowaną wzdłuż osi x, współrzędne tego zdarzenia będą miały inne wartości (x’, y’, z’, t’).

Zależność między współrzędnymi w układzie U’, a współrzędnymi w układzie U zgodna z postulatami Einsteina nosi nazwę transformacji Lorentza.

Dysolacja czasu – wydłużenie czasu ( ukłądy poruszające sięszybciej mają dłuży czas życia), w układach poruszających sięczas płynie wolniej

Po podstawieniu do równania transformacyjnego danych dla zdarzeń obserwowanych z poruszającego się układu odniesienia, okazuje się że te same zjawiska są widziane tak, jak by zachodziły wolniej. Mówimy więc o wydłużeniu czasu w układach poruszających się. Np. jeśli będziemy obserwować zegarek umieszczony w rakiecie poruszającej się z dużą prędkością, to stwierdzimy, że zegarek ten spóźnia się względem identycznego, znajdującego się na naszym ręku.

Wnioski to:

- poruszające się zegary chodzą wolniej od pozostających w spoczynku

-paradoks bliźniąt – (jeden blizniak jest nauczycielem na ziemi, dugi leci w kosmos i po po wrocie jest młodszy)

Relatywistyczne dodawanie prędkości – zgodnie z klasyczną mechaniką newtona, jeśli dwa ciała poruszają się ku sobie z prędkością v to suma = v1 + v2 natomiast zgodnie z teorią względności nie można dodać do siebie sumy prędkości światła ponieważ dałobyto 2c a niema prędkośći większej od C

Zgodnie z mechaniką relatywistyczna "suma" prędkości jest mniejsza od prędkości światła.
Relatywistyczne dodawanie prędkości przechodzi w zwykłe, gdy prędkości są znacznie mniejsze od prędkości światła.

Dla dużych prędkośći np. 0,7 C dodawanie odbywa się za pomocą wzoru na relatywistyczne dodawanie prędkości

Dyfuzja - Dyfuzja jest to samorzutne przenikanie cząsteczek jednej fazy układu w głąb fazy drugiej, spowodowane bezładnym ruchem cieplnym, a także większych cząstek zawieszonych w płynach.
Dyfuzja zachodzi w każdej temperaturze.

Obserwujemy ją pomiędzy

-Gazami

-Cieczami

-Ciałami stałymi

-

Oczywiście najłatwiej dyfuzja zachodzi w przypadku gazów, gdzie mamy do czynienia z małą koncentracją cząsteczek. Dla ciał stałych szybkość dyfuzji jest najmniejsza. Szybkość dyfuzji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Dzięki zjawisku dyfuzji możliwy jest proces oddychania. Jest to dyfuzja przez barierę pęcherzykowo - włośniczkową między....itp

Dyfuzja bedzie proponcjonalnado roznicy gestosci( im większa tym szybciej)

Ujęcie makro i Mikroskopowe:

- Dyfuzja śledzona to proces mikroskopowy polegający na chaotycznym ruchu pojedynczej ("śledzonej") cząsteczki (przykład: ruchy Browna).
- Dyfuzja chemiczna to proces makroskopowy obejmujący makroskopowe ilości materii (lub energii), zwykle opisywany równaniem dyfuzji i prowadzący do wyrównywania stężenia (lub temperatury) każdej z dyfundujących substancji w całym układzie.

Kwant – najmniejsza porcja, jaką może mieć lub o jaką może zmienić się dana wielkość fizyczna w pojedynczym zdarzeniu; np. kwant energii, kwant momentu pędu

Zjawisko fotoelektryczne:

Zjawisko fizyczne polegające na

1. Emisji elektronów ( zewnętrzne )

Światło padając na pow. Materiału wybija z niej elektron

Elektrony opuszczające pow nazywa się fotoelektronami a powstały przy ich uporządkowanym ruchu prąd – prądem fotoelektrycznym

1. Przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami elektrycznymi (wewnętrzne)

Kwantowa natura promieniowania:

- Ciała zaczynają świecić jesli podagrzać je do wysokiej temperatury

Promieniowania cieplne – ciała święcące w wyniki podgrzewania nazywa się promieniowaniem cieplnym ( temperaturowym ) i elektromagnetycznym, powstaje w wyniki ruchu cieplnego cząsteczek i atomów substancji. W wysokich temperaturach wypromieniowane są fale elektromagnetyczne krótkie ( widzialne i ultrafiolegowe) w wysokich wysyłane są fale dłuższe ( podczerwone)

- Zaproponowane w roku 1905 przez Alberta Einsteina wyjaśnienie zjawiska i jego opis matematyczny oparte jest na założeniu, że energia wiązki światła monochromatycznego przenoszona jest w postaci kwantów (porcji) równych (stała plancka )

oznacza częstość fali. Kwant energii może być przekazany elektronowi tylko w całości, na zasadzie wszystko lub nic, a pochłaniając go elektron uzyskuje energię o podanej wyżej wielkości. Einstein założył dalej, że usunięcie elektronu z powierzchni wymaga pewnej pracy zwanej pracą wyjścia, która jest wielkością stałą charakteryzującą daną substancję

Energia kinetyczna = stała plancka (minus ) praca wyjśćia

Układ inercjalny - Gdy na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne, lub działające siły równoważą się, wtedy ciało to pozostaje w spoczynku, lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

W układzie inercjalnym gdy na ciało dziąła siła 0 to ciało pozostaje w spoczynku. Układ inercjalny to taki który porusza sięruchem jednostajnym ( zachowuje transformacje galileusza )

W układzie nieinercjalnym ciało może się poruszać bez siły lub porusza się ruchem zmiennym ( np. hamujący samochedem – działa na niego siła bezwładności więc znajduje się on w układzie nieinercjalnym)

Inny temat:

Szczególna zasada względności to ogólnie np. paradok bliźniąt

Postulaty i wnioski, jakie wynikają bezpośrednio ze Szczególnej Teorii Względności

Postulaty

- Ruch jest względny - każdy ruch musimy odnosić do określonego układu. Postulat ten przeczył ówczesnemu przekonaniu, dotyczącemu obecności eteru wypełniającego cały Wszechświat. Według Einsteina, wtedy istniałby pewien absolutny nieruchomy układ odniesienia. A według teorii istnieje tylko ruch względny, dlatego też nie można byłoby wykryć eteru.

-Prędkość światła jest stała, niezależnie od układu, w którym jest mierzona. Stałość prędkości światła, oznacza iż bez względu w jakim układzie jest mierzona, bez względu na to jak jeden układ porusza się względem drugiego, zawsze pomiar prędkości światła da tą samąwartość.

Wnioski

-Dylatacja czasu - zwolnienie tempa upływu czasu, w układzie poruszającym się względem drugiego układu poruszającego się zmniejszą prędkością.

- Skrócenie długości - ciało znajdujące się w układzie poruszającym się A doznaje skrócenia długości względem obserwatora znajdującego się w układzie spoczywającym B

- Zwiększanie się masy przy zwiększaniu prędkości ciała - wartośćmasy ciała znajdującego się w poruszającym się układzie B mierzona przez obserwatora z układu A poruszającego się z mniejsząprędkością, jest większa niż gdyby to ciało znajdowało się w układzie A.

Ogólna zasada względności – jest to tj. Wspólczesna teoria grawitacji.

Postulaty i wnioski, jakie wynikają bezpośrednio z Ogólnej Teorii Względności

Postulaty

Zasada równoważności - zrozumienie całej Ogólnej Teorii Względności opiera się na zrozumieniu tejże zasady. Według niej efekty działania grawitacji i nadania ciału pewnego przyśpieszenia sątakie same i nie powinny być rozróżnialne. Jak wiemy każde ciało spada na Ziemię z jednakowym przyśpieszeniem, bez względu na to jaką jest obdarzone masą. Czy ciało jest duże, czy małe, w czasie spadku na Ziemię ich masa nie wpływa na ich reakcję na przyciąganie ziemskie. Ciała spadające na Ziemie są "nieważkie", podobnie jak astronauci znajdujący się na orbicie okołoziemskiej. Oni także w pewnym sensie spadają na Ziemię i są wtedy w stanie nieważkości. Jednak gdy astronauta startuje z orbity ku odległej planecie, przyśpieszając odpowiednio, czuje on wtedy swój ciężar. Jednak poczucie ciężaru nie wynika wtedy z nagłego pojawienia sięgrawitacji, ale z faktu istnienia przyśpieszenia. Jest to dokładnie przejaw zasady równoważności, która według Einsteina, oznacza tyle co niemożność rozróżnienia pomiędzy sobą sił grawitacji i siłpochodzących od przyśpieszenia układu.

Wnioski jakie płyną z zasady równoważności

• Czas płynie wolniej w pobliżu obiektów o bardzo dużych masach

• Orbity planet ulegają deformacji na skutek zmiany masy planety, która z kolei nastąpiła w wyniku zmiany prędkości ruchu planety po orbicie

• Wiązka światła ulega ugięciu w pobliżu obiektu o dużej masie, naskutek silnego pola grawitacyjnego.

Reakcja syntezy jądrowej:

Reakcja syntezy jądrowej jest to rekcja łączenia się jąder lekkich w cięższe z wydzieleniem ogromnej ilości energii.

- Reakcja syntezy zajdzie wtedy, gdy dwa jądra zbliżą się do siebie na odległość działania sił jądrowych, dzięki którym połączą się w jedno cięższe jądro o większej energii wiązania przypadającej na jeden nukleon. Aby to się stało, jądra biorące udział w reakcji muszą pokonać siły elektrycznego odpychania, które rosną w miarę zbliżania się jąder do siebie. Do tego potrzebna im jest bardzo duża energia. Taką energię mają jądra wodoru w Słońcu, gdzie panuje ogromna temperatura i wysokie ciśnienie. Słońce w ciągu każdej sekundy zamienia 4 miliardy ton swojej masy

Relatywistyczny związek między między masą i pędem

- Jeśli ciało porusza się z prędkością to jego energia spoczynkowa oraz masa spoczynkowa muszą byc takie same (sumować się) i być równe zeru więc wniosek taki że:

Jeśli ciało ma mase spoczynkową równą zero to niema masy spoczynkowej więc i energi spoczynkowej a więc musi poruszać się z prędkością światła( z klasycznego punktu widzenia nie moze byc 0 ale jest to poprawny relatywistyczny opis cząsek jak np. foton)

Podstawowe założenia kinetyczno molekularnej teorii gazów doskonałych:

Kinetyczno-molekularna teoria gazów: mikroskopowy model budowy gazów, umożliwiający makroskopowy opis ich właściwości przy założeniu bardzo dużej ilości atomów, cząsteczek lub jonów.

Gaz doskonały spełnia następujące założenia:
1. cząsteczki oddziaływają ze sobą jedynie w czasie zderzenia, co oznacza, że pomiędzy zderzeniami poruszają się one ruchem jednostajnym prostoliniowym;
2. zderzenia są doskonale sprężyste;
3. objętość cząsteczek jest zaniedbywanie mała (są to tak zwane punkty materialne).

OPIS STRUKTURY ATOMU:

Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym

Jądro atomowe – centralna część atomu zbudowana z jednego lub więcej protonów i neutronów, zwanych nukleonami. Jądro stanowi niewielką część objętości całego atomu, jednak to w jądrze skupiona jest prawie cała masa.

Neutron ( "obojętny") to cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie (należy do klasy barionów i składa się z dówch kwarków dolnych) Kwark – cząstka elementarna

Proton (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka elementarna z grupy barionów

Cząstka elementarna – w fizyce, cząstka, będąca podstawowym budulcem, czyli najmniejszym i nieposiadającym wewnętrznej struktury. Bariony – rodzina cząstek elementarnych

Ruch harmonicznie prosty - Ruch harmoniczny - drgania opisane funkcją sinusoidalną (harmoniczną). Każdy ruch powtarzający się w regularnych odstępach czasu nazywany jest ruchem okresowym. Jeżeli ruch ten opisywany jest sinusoidalną funkcją czasu to jest to ruch harmoniczny. Ciało porusza się ruchem harmonicznym prostym.

Przykłady ruchu harmonicznego.
Ciało o masie m zaczepione do jednego końca sprężyny wykonuje drgania harmoniczne pod wpływem siły

Dualizm korpuskularno – falowy

Postulat, że światło ma dwoistą, korpuskularno - falowa naturę po raz pierwszy został przedstawiony na początku dwudziestego wieku. Tak więc w pewnych warunkach światło zachowuje się jak fala , a w innych jak cząstka.

Dowodem na falową naturę promieniowania są takie zjawiska jak dyfrakcja i interferencja.

Prawo rozpadu promieniotwórczego

- W wyniku rozpadu promieniotwórczego liczba atomów izotopu ulegającego rozpadowi maleje ekspotencjalnie z upływem czasu:

- rozpady jąder są przypadkowe a czas nieokreślony jednak można określicz średni czas życia dla większej liczby jąder tego izotopu

- liczba rozpadających się jąder w jednostce czasu jest proponcjonalna do ogólnej liczby

Model budowy atomu Bohra – model atomu wodoru autorstwa Nielsa Bohra. Bohr przyjął wprowadzony przez Ernesta Rutherforda model atomu, według tego modelu elektron krąży wokół jądra jako naładowany punkt materialny, przyciągany przez jądro siłami elektrostatycznymi. Przez analogię do ruchu planet wokół Słońca model ten nazwano "modelem planetarnym atomu".

Postulaty Bohra:

Podczas zmiany orbity, której towarzyszy zmiana energii elektronu, atom emituje foton. Energia fotonu równa jest różnicy między energiami elektronu na tych orbitach

Orbitalny moment pędu elektronu jest skwantowany i może on przybierać dyskretne wartości, tzn. z nieskończoności ilości orbit, które umożliwia mechanika klasyczna, elektron może przyjąć tylko dokładnie te, dla których jego moment pędu jest równy tej wielokrotności

Eenergia wiazania jadra atomowego. Defekt masy

Jądra atomowe składają się z protonów i neutronów czyli z nukleonów. Liczba nukleonów, jaką posiada w jądrze atom danego pierwiastka to tzw. liczba masowa A. Natomiast liczba protonów w jądrze i jednocześnie liczba elektronów na orbitach to liczba atomowa Z.

Masy spoczynkowe protonów i neutronów różnią się nieznacznie i są większe od masy elektronu. Liczne doświadczenia wskazują na to, że masa jądra atomowego składająca się z Z protonów i (A-Z) neutronów jest mniejsza od sumy mas tworzących je nukleonów – różnica ta nosi nazwę defektu masy

Energia wiązania - energia potrzebna do rozdzielenia układu na jego elementy składowe.
Pojęcie to używane jest najczęściej w fizyce jądrowej i dotyczy wówczas jądra atomowego. Energia wiązania jądra atomowego określa energię potrzebną do rozdzielenia jądra atomowego na protony i neutrony. Energia wiązania jest ważnym kryterium decydującym o trwałości jądra atomowego.
Używa się też pojęcia energia wiązania ostatniego nukleonu.
W związku z równoważnością masy i energii, energię wiązania można obliczyć na podstawie różnicy mas jądra i nukleonów, z których jest zbudowane. Energią jest różnica mas, tj. masa nukleonów tworzących jądro, wziętych każdy z osobna, i masy jądra, pomnożona przez c2, gdzie c = 3 * 108 m/s jest prędkością światła w próżni.

Energia wiązania na jeden nukleon w zależności od liczby nukleonów w jądrze

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).