1. Zależność:

• V(t) dla ruchu prostoliniowego jednostajnego: V_(t)= const.

• x(t) dla ruchu prostoliniowego jednostajnego:

• V(t) dla ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego:

• x(t) dla ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego:

1. Prędkość chwilowa – jest to prędkość, z jaką ciało porusza się w danej chwili. W ruchu jednostajnym prostoliniowym jej wartość, kierunek oraz zwrot są stale takie same. Definiuje się ją jako granicę z ilorazu przemieszczenia do czasu przy Δt dążącym do 0 sekund.

$$V = \operatorname{}{\frac{\Delta S}{\Delta t} =}\frac{\text{dS}}{\text{dt}}$$

$$V_{x} = \frac{\text{dx}}{\text{dt}}$$

x(t) = 20 + 5t²

t = 1

$$V_{x}^{'} = \left( \frac{x}{t} \right)^{'} = \frac{\left( 20 + {5t}^{2} \right)^{'}t - \left( 20 + {5t}^{2} \right)t'}{t^{2}} = \frac{\left( 0 + 2 \bullet 5t \right)t - \left( 20 + {5t}^{2} \right) \bullet 0}{t^{2}} = \frac{{10t}^{2}}{t^{2}} = 10$$

$$V_{x} = 10\ \left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

1. Wektor prędkości chwilowej – jest to pochodna drogi po czasie. Wektor prędkości chwilowej jest w każdym punkcie styczny do toru.

$$\overrightarrow{V} = \operatorname{}{\frac{\Delta\overrightarrow{S}}{\Delta t} =}\frac{d\overrightarrow{S}}{\text{dt}}$$

Wektor przyspieszenia chwilowego:

$$\overrightarrow{a} = \frac{\Delta\overrightarrow{v}}{\Delta t} = \operatorname{}\frac{\Delta\overrightarrow{v}}{\Delta t}$$

1. Prędkość kątowa – to wielkość wektorowa opisująca ruch obrotowy (np. ruch po okręgu). Jest wektorem leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej. Prędkość kątowa jest równa kątowi zakreślonemu podczas ruchu podzielonemu przez czas.

$$\omega = \frac{\Delta \propto}{\Delta t}\ \left\lbrack \frac{\text{rad}}{s} \right\rbrack$$

Związek między prędkością kątową a prędkością liniową:

v = ωr

r – promień okręgu którego fragmentem jest zakreślany łuk

Przyspieszenie dośrodkowe:

$$a_{dosr} = \frac{v^{2}}{r}$$

1. I zasada dynamiki Newtona – Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada dynamiki Newtona – Jeżeli na ciało działa niezrównoważona siła, to ciało porusza się ruchem zmiennym z przyspieszeniem proporcjonalnym do działającej siły.

III zasada dynamiki Newtona – Jeśli ciało A działa na ciało B z pewną siłą, to ciało B działa na ciało A siłą o tym samym kierunku i wartości, ale o przeciwnym zwrocie.

1. Siła dośrodkowa – siła powodująca zakrzywienie toru ruchu ciała, skierowana w stronę środka jego krzywizny.

$$F_{dosr} = \frac{\text{mv}^{2}}{r}$$

1. Praca – miara ilości energii przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycznych itp. Jest iloczynem skalarnym wektora siły i wektora przemieszczenia.

$$W = \overrightarrow{F} \circ \overrightarrow{s} = F \bullet s \bullet cos \propto \ \ \lbrack N \bullet m = J\rbrack$$

Moc – wielkość określająca pracę wykonaną w jednostce czasu.

$$P = \frac{W}{t}$$

Związek między pracą a energią kinetyczną:

Praca wykonana przez wypadkową sił działających na ciało równa jest zmianie jego energii kinetycznej.

W_AB = E_KA − E_KB = E_K

1. Zasada zachowania energii – w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). Zasada zachowania energii mechanicznej spełnia się wtedy, gdy dostarczona jest siła zewnętrzna do ciała i nie występują żadne straty energii (na przykład poprzez tarcie).

11. moment pędu ciała punktowego

L^→ = r^→ x p^→

L = r p sinα

Gdy na ciało działa wypadkowa ∑F^→ to :

$\frac{dL^{\rightarrow}}{\text{dt}} = r^{\rightarrow}\ \ \ \ x\ \ \ \ \ \ \ \sum F$ ^→9. Przedstaw II zasadę dynamiki ruchu obrotowego wraz z definicjami występujących wielkości fizycznych.

Druga zasad dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego odpowiednikiem drugiej zasady dynamiki Newtona, odnoszącym się do ruchu obrotowego jest związek.

M_wyp=Iα

M_wyp- jest wypadkowym momentem siły działającym na ciało sztywnym

I – moment bezwładności ciała względem osi obrotu I=mr² m-masa punktu, r- odległość od osi obrotu

α- przyspieszenie kątowe ruchu obrotowego ciała wokół tej osi

10. Przedstaw warunek równowagi bryły sztywnej. Podaj przykłady wykorzystania tego prawa.

1)Równowaga środka masy ciała ∑F^→=0

2)Brak przyspieszenia kątowego ∑M=IЄ => ∑M^→=0 , czyli M^→=0

Przykłady:

• Wyciąganie gwoździa młotkiem

• Huśtawka

Szybkość momentu pędu jest równa momentowi siły działającej na ciało

Moment pęd bryły sztywnej :

Li= r_im_iv_i=m_ir_i²ω

L=∑L_i =∑(m_ir_i²) ω =I  ω

12. Co to jest precesja? Wytłumacz dlaczego wirujący bąk się nie przewraca ale wykonuje ruch precesyjny. Rysunek

Precesja zjawisko zmiany kierunku osi obrotu obracającego się ciała. Moment sily działa prostopadle do momentu pędu i zmienia go o wektor dl^-> . nowy moment pędu dL^→ + L^→ ma inny kierunek niż poprzedni.

Wirujący bąk nie przewraca się, ponieważ zostaje poddany momentowi siły ze składową prostopadłą do momentu pędu bąka. Wtedy oś obrotu bąka wykonuje ruch kreśląc sobą powierzchnię w kształcie bocznej powierzchni stożka.

13. Przedstaw prawo grawitacji i wynikający zeń wzór na przyspieszenie grawitacyjne.

Siła działająca między dwoma każdymi punktami materialnymi o masach m1 i m2 znajdującymi się w odległości r od siebie jest siłą przyciągającą skierowaną wzdłuż prostej łączącej te punkty i ma wartość :

F=G$\frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}$

Przyspieszenie grawitacyjne:

g= $\frac{\text{Gm}}{r^{2}}$

14. Przedstaw zasadę zachowania energii w polu grawitacyjnym podając jawny wzór na energie kinetyczna i energie potencjalną pola grawitacyjnego .

Energia potencjalna pola grawitacyjnego : E_{p graw}=-$\frac{GM_{m}}{r}$

Energia kinetyczna pola grawitacyjnego: E_{k graw} = $\frac{mv^{2}}{2}$

Zasada zachowania energii w ruchu swobodnym grawitacyjnym, całkowita energia mechaniczna jest stała( zachowana)

E_{k graw} + E_{p graw}= const.

$$\frac{m_{1}v_{1}^{2}}{2} + \left( - \frac{GM_{m}}{r_{1}} \right) = \frac{mv_{2}^{2}}{2} + ( - \frac{GM_{m}}{r_{2}})$$

15. Co to jest I prędkość kosmiczna. Wprowadź odpowiedzi wzór na wartość I prędkości kosmicznej.

I prędkość kosmiczna – jest to prędkość początkowa jaką trzeba nadać ciału, by dzięki E_k pokonało granicę wybranego ciała niebieskiego

$\frac{mv^{2}}{2}$=$\frac{GM_{m}}{R^{2}}$

$$V^{2} = \frac{\text{GM}}{R}$$

$$V_{1} = \frac{R}{\sqrt{\frac{\text{GM}}{R}}}$$

16. Co to jest II prędkość kosmiczna? Wprowadź odpowiedni wzór.

II prędkość kosmiczna to prędkość, którą trzeba nadać ciału aby nie wróciło na miejsce

E_{k graw}+ E_{p graw}= const.

$$\frac{m_{1}v_{1}^{2}}{2} + \left( - \frac{GM_{m}}{r_{1}} \right) = \frac{mv_{2}^{2}}{2} + ( - \frac{GM_{m}}{r_{2}})$$

$$\frac{m_{1}v_{1}^{2}}{2} + \left( - \frac{GM_{m}}{R_{z}} \right) = 0$$

$$V_{1} = V_{n} = \sqrt{\frac{2GM}{R_{z}}}$$

17. Jaki ruch nazywamy harmonicznym? Przedstaw równanie ruchu harmonicznego i jego

rozwiązanie wraz z warunkiem na częstość drgań ω

Ruch harmoniczny – ruch drgający odbywający się pod wpływem siły proporcjonalnej do wychylenia.

Amplituda – maksymalne wychylenie z położenia równowagi

Okres – czas jednego pełnego wychylenia

Częstotliwość – ilość pełnych drgań w jednostce czasu

Równanie ruchu harmonicznego:

, rozwiązanie: x(t) = Asin(Ѡt + φ) , warunek na częstość drgań: Ѡ= √k/m

18. Napisz jawne wyrażenie przedstawiające zasadę zachowania energii dla ruchu

harmonicznego. Zrób wykres energii potencjalnej i kinetycznej w funkcji wychylenia.

Zasada zachowania energii dla ruchu harmonicznego: K+U= const, ½ mV² + ½ kx² = const

WYKRES ?

19. Przedstaw zależność energii potencjalnej od odległości między atomami w sieci krystalicznej i na jego podstawie wyjaśnij zjawisko rozszerzalno ci cieplnej ciał stałych.

Przedstaw zależność energii potencjalnej od odległości między atomami w sieci krystalicznej ???

Rozszerzalność cieplna ciał stałych – wzrost temperatury oznacza wzrost energii całkowitej atomów. Środek drgań atomu przesuwa się w kierunku większej wartości r.

20. Co to jest zjawisko rezonansu? Przedstaw krzywą rezonansową . Podaj przykłady zjawiska rezonansu.

Rezonans – gwałtowny wzrost amplitudy drgań w sytuacji, gdy część siły wymuszonej jest zbliżona do części drgań wolnych.

Przykłady zjawisk rezonansu: drganie szyb w oknach domów, huśtanie dziecka na huśtawce, walące się mosty, dźwięk w instrumencie.

Krzywa rezonansowa ???

21. Co to jest fala? Zdefiniuj długość i okres fali. Przedstaw równanie fali z( x, t).

Fala – zaburzenie pewnej wielkości fizycznej rozchodzące się w przestrzeni z pewną prędkością i przenoszące energię.

Długość fali – odległość między dwoma najbliższymi punktami o tej samej fazie

Okres fali – czas jednego pełnego drgania

Równanie fali: z(x,t) = Asin((2π/ ̷\)(x-Vt)) – ruch w kierunku +x

z(x,t) = Asin((2π/ ̷\)(x+Vt)) – ruch w kierunku –x

22. Na czym polega zjawisko interferencji? Co to są wzmocnienia i wygaszenia interferencyjne? Podaj ogólny warunek na wzmocnienie interferencyjne fal wysyłanych przez dwa źródła spójne i zgodne w fazie.

Zjawisko interferencji – nakładanie się fal.

Wzmocnienie interferencyjne – Gdy fale o amplitudzie A₁ i A₂ spotykają się zgodnie w fazie drganie ma amplitudę A₁ + A₂.

Wygaszenie interferencyjne – Gdy fale spotykają się w fazach przeciwnych, fazy różnią się o π

Warunek wzmocnienia interferencyjnego dla źródeł spójnych i zgodnych w fazach

|r₂-r₁|-n ̷\

23. Co to jest siatka dyfrakcyjna? Podaj warunek na kąt wzmocnienia interferencyjnego dla siatki dyfrakcyjnej.

Siatka dyfrakcyjna – przesłona ze szczelinami.

Warunek na kąt wzmocnienia interferencyjnego dla siatki dyfrakcyjnej:

dsinα_n=n ̷\

24. Co to jest fala stojąca? Co to są i jak powstają strzałki i węzły fali stojącej? Jaka jest odległość między najbliższymi węzłami (najbliższymi strzałkami)?

Fala stojąca – fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się.

Strzałki – miejsca wzmocnienia interferencyjnego.

Węzły – miejsca wygaszenia interferencyjnego.

Odległość między najbliższymi węzłami (strzałkami) wynosi ̷\/2.

Powstają przez zewnętrzne więzy narzucone na drgające ciało.

33. Siła Lorentza — siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektromagnetycznym. Wzór podany został po raz pierwszy przez Lorentza i dlatego nazwano go jego imieniem.Wzór określa, jak siła działająca na ładunek zależy od pola elektrycznego i pola magnetycznego (składników pola elektromagnetycznego):

gdzie:

F – wektor siły (w niutonach);q – ładunek elektryczny cząstki (w kulombach), ;E – wektor natężenia pola elektrycznego (w woltach / metr);B – pseudowektor indukcji magnetycznej (w teslach),;v – wektor prędkości cząstki (w metrach na sekundę);× – iloczyn wektorowy.

Siła elektrodynamiczna

Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) - siła, z jaką działa pole magnetyczne na przewód elektryczny, w którym płynie prąd elektryczny.

Na umieszczony w polu magnetycznym o indukcji magnetycznej B prostoliniowy przewodnik o długości , przez który płynie prąd o natężeniu I, działa siła F, którą wektorowo określa wzór:

czyli jej wartość wynosi:

Kąt jest to kąt między kierunkiem przepływu prądu a kierunkiem linii pola. Kierunek siły jes prostopadły do linii pola magnetycznego i przewodu. Zwrot siły określa reguła lewej dłoni.

Zjawisko oddziaływania pola magnetycznego na przewodnik skutkuje też wytwarzaniem prądu w trakcie jego przemieszczania w polu magnetycznym. Napięcie elektryczne wytwarzane w ten sposób jest nazywane siłą elektromotoryczną indukcji.

Zastosowanie siły elektrodynamicznej: w silnikach elektrycznych, budowa słuchawek, budowa dzwonków, budowa automatycznych przedmiotów.

34. Budowa i działanie silnika elektrycznego

Silnik elektryczny przetwarza energię elektryczną na energię mechaniczną, czyli prąd elektryczny dostarczony do silnika powoduje wprawienie go w ruch.

Budowa silnika:
Silnik składa się z:

szczotek - które dostarczają prąd do silnika,

komutatorów - które zmieniają kierunek prądu w ramce,

magnesów - które wytwarzają pole magnetyczne niezbędne do wprawienia ramki w ruch,

wirnika (ramki) - dzięki dostarczeniu prądu to właśnie ta część silnika jest wprawiana w ruch.

Schemat silnika:

Działanie silnika:

Zasada działania silnika elektrycznego jest następująca: wirnik obraca się dzięki temu, że uzwojenia przewodzące prąd umieszczone są w polu magnetycznym. Te dwa pola kolidują ze sobą powodując ruch wirnika (ramki). Komutatory poprzez szybką zmianę kierunku przepływu prądu przez ramkę powodują dalszy obrót (gdyby nie komutatory to ramka ciągle powracałaby do pozycji początkowej, a właśnie komutatory powodują jej dalszy obrót w jedną stronę). Po tym proces zaczyna się od początku i cykl rozpoczyna się na nowo.

Rysunki przedstawiające działanie silnika:

35. Strumień pola magnetycznego

Strumień indukcji pola magnetycznego (Φ) zdefiniowany jest jako iloczyn skalarny wektorów indukcji pola magnetycznego (B) oraz powierzchni (S):

 

Aby iloczyn skalarny zastąpić zwykłym iloczynem należy wartości wektorów B i S pomnożyć przez cosinus kąta pomiędzy nimi (α):

 

Kierunek wektora powierzchni wyznacza prosta prostopadła do tej powierzchni.

Na rysunku przedstawiono trzy różne ustawienia powierzchni S względem jednorodnego pola magnetycznego o indukcji B.
Na rysunku a) widać, że najwięcej linii pola magnetycznego przechodzi przez powierzchnię S, więc strumień musi być w tym przypadku maksymalny - kąt pomiędzy wektorami B i S jest równy 0°, więc cosinus osiąga maksimum równe 1.
Na rysunku c) żadna z linii pola magnetycznego nie przechodzi przez powierzchnię S – strumień pola musi więc być równy zero. Kąt pomiędzy wektorami B i S wynosi  w tym przypadku 90°, więc cosinus jest równy zero.
Rysunek b) przedstawia sytuację pośrednią, w której kąt α zawiera się w przedziale otwartym od 0° do 90°.

Jednostką strumienia pola magnetycznego jest weber, który jest równy:

gdzie: T – tesla, m – metr.

36. Prądnica

Prądnica- to urządzenie, wytwarzające energię elektryczną kosztem dostarczonej jej energii mechanicznej.

Pierwszą prądnicę skonstruował w 1831 roku odkrywca indukcji elektromagnetycznej Michael Faraday. Jego prądnica, zwana dyskiem Faradaya lub maszyną jednobiegunową, wytwarzała prąd w wyniku obrotu miedzianego dysku w polu magnetycznym podkowiastych magnesów trwałych. Prądnica ta wytwarzała prąd stały o dużym natężeniu, lecz niewielkim napięciu.
W 1832 roku francuski fizyk Hippolyte Pixii skonstruował prądnicę prądu przemiennego, w której prąd elektryczny był wytwarzany w wyniku obrotu magnesu w pobliżu zwojnicy. Po wprowadzeniu zwojnicy obracającej się w polu magnetycznym magnesu oraz po zastosowaniu komutatora uzyskano prądnicę, w której prąd płynął w jednym kierunku.

Budowa prądnicy:

Podstawowymi a zarazem głównymi częściami prądnicy są:

~stojan (nieruchoma część związana z obudową)

~wirnik (rotor, część wirująca wewnątrz stojana)

~zwoje przewodnika (nawinięte na wirnik i przecinające pole magnetyczne)

~magnes (wytwarza zwoje przewodnika i powoduje indukowanie zmiennej siły elektromotorycznej.)

~komutator (w prądnicy prądu stałego zamontowany na wirniku, prostuje przebieg wzbudzanego prądu)

Jak już wspomniano wcześniej, w prądnicy wykorzystuje zjawisko indukcji magnetycznej odkryte przez M. Faraday’a. Zasadę działania prądnicy prądu stałego można najprościej wyjaśnić na przykładzie prostoliniowego przewodnika poruszającego się w niezmiennym w czasie polu magnetycznym. Podczas gdy wirnik maszyny pod wpływem zewnętrznych sił wiruje w polu magnetycznym w uzwojeniu twornika indukuje się siła elektromotoryczna rotacji o wartości (korzystając z prawa Faraday’a):

E = - dΦ/dt

Jak wiadomo strumień dΦ możemy zamienić na iloczyn skalarny wektora B indukcja magnetyczna) i ds, gdzie powierzchnia ds jest powierzchnią zakreśloną przez przewodnik w czasie dt, a więc nasz wzór przyjmie postać:

E = - Bds/dt

Rozkładając teraz powierzchnię S na dwie składowe lw (długość) i dx (drogę przebytą w czasie dt) możemy zapisać:
E= - Blωdx/dt = - Blωv
Gdzie v jest prędkością liniową przewodników.
Napicie powstające na zaciskach maszyny jest sumą sił elektromotorycznych indukowanych w poszczególnych cewkach wirnika połączonych szeregowo. Ponieważ osie cewek są wzajemnie przesunięte w przestrzeni i w danej chwili każda z nich znajduje się w innych warunkach magnetycznych, napięcie powstające na zaciskach twornika jest sumą wartości chwilowych sił elektromotorycznych indukowanych w każdej z cewek.

37. Prawo załamania światła

Gdy światło przechodzi z ośrodka o bezwzględnym współczynniku załamania n₁ do ośrodka o bezwzględnym współczynniku załamania n₂, to stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest równy stosunkowi bezwzględnych współczynników załamania światła w obu ośrodkach, zgodnie ze wzorem

w którym n_2/1 oznacza współczynnik załamania drugiego ośrodka względem pierwszego.

Dyspersja światła

Dyspersja to zjawisko polegające na rozszczepieniu wiązki światła składającej się z fal o różnych częstotliwościach na wyraźnie oddzielone od siebie fale. Zjawisko to obserwujemy w pryzmacie szklanym, kiedy skierujemy na niego cienką wiązkę światła słonecznego lub światła białego z żarówki. Ponieważ światło słoneczne (światło białe) jest mieszaniną wszystkich barw od fioletowej do czerwonej, to już w pryzmacie, a potem jeszcze raz po wyjściu z niego ulega ono rozszczepieniu na poszczególne barwy. Skutkiem rozszczepienia światła słonecznego w kroplach deszczu jest tęcza.






Przyczyną rozszczepienia światła jest zależność współczynnika załamania światła od częstotliwości fali świetlnej. Każdej barwie odpowiada inna częstotliwość fali, i tak światło czerwone ma częstotliwość fcz ≈ 4,3 · 10 do 14-ej Hz, , a światło fioletowe – ff ≈ 7 5 · 10 do 14-ej Hz. Częstotliwości pozostałych barw zawarte są w tym przedziale. Ponieważ każda barwa ma inną częstotliwość fali, to każda załamuje się pod innym kątem, dzięki czemu mogą się rozdzielić. Strumień światła zawierający fale o takiej samej częstotliwości nazywamy światłem monochromatycznym (jednobarwnym). Dla światła monochromatycznego zjawisko dyspersji nie występuje.

38. Kąt graniczny

Kąt graniczny - maksymalny kąt , pod jakim promień świetlny może padać na granicę ośrodków, ulegając przy tym załamaniu . Występuje tylko w sytuacji, gdy światło rozchodzące się w ośrodku o współczynniku załamania n₁ pada na granicę z ośrodkiem o współczynniku załamania n₂, takim że n₂ < n₁.

Przy wzroście kąta padania promienia powyżej wartości kąta granicznego, promień nie załamuje się i pojawia się efekt całkowitego wewnętrznego odbicia .

Wartość kąta granicznego można obliczyć ze wzoru Snelliusa , podstawiając za kąt załamania 90°

a zatem:

gdzie n₂ jest współczynnikiem załamania ośrodka, od którego światło się odbija.

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia zachodzi tylko wtedy, gdy światło przechodzi z ośrodka gęstszego do rzadszego (załamuje się od normalnej). W takim przypadku role kąta padania i kąta załamania odwracają się i dlatego:

Zwiększając kąt padania światła do wartości granicznej, dla której kąt załamania jest równy 90° i sinβ = sin90° = 1 otrzymamy następujący związek:

Jeśli światło będzie padało pod kątem większym niż kąt graniczny,to nie może już wejść do drugiego ośrodka, gdyż w całości ulegnie odbiciu. Tym samym energia światła pozostanie w całości w tym samym ośrodku.

Wykorzystanie zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia: światłowody (uwięziony promień), medycyna, telekomunikacja, swiatła odblaskowe, jubilerstwo.

39. Tęcza – zjawisko optyczne i meteorologiczne, występujące w postaci charakterystycznego wielobarwnego łuku, widocznego, gdy Słońce oświetla krople wody w atmosferze ziemskiej. Tęcza powstaje w wyniku rozszczepienia światła, załamującego się i odbijającego wewnątrz kropli wody (np. deszczu) o kształcie zbliżonym do kulistego.Rozszczepienie światła jest wynikiem zjawiska dyspersji, powodującego różnice w kącie załamania światła o różnej długości fali przy przejściu z powietrza do wody i z wody do powietrza.Światło widzialne (z antropocentrycznego punktu widzenia) jest postrzegalną wzrokiem częścią widma promieniowania elektromagnetycznego i w zależności od długości fali postrzegane jest w różnych barwach. Kiedy światło słoneczne przenika przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe (mieszaninę fal o różnych długościach) na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach) i oko ludzkie postrzega łuk, składający się z sześciu kolorów: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. To są właśnie kolory tęczy.Pomimo faktu, że w tęczy występuje niemal ciągłe widmo kolorów, tradycyjnie uznaje się, że kolorami tęczy są: czerwony (na zewnątrz łuku), pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygowy i fioletowy (wewnątrz łuku).Najczęściej obserwowana jest tęcza główna, lecz mogą pojawić się także tęcze wtórne i następne oraz kilka opisanych poniżej zjawisk optycznych, towarzyszących tęczy. Tęczy nie należy mylić ze zjawiskiem halo, które występuje wokół słońca, a powstaje w wyniku innych zjawisk optycznych.Tęcza pojawia się często w mitologii, religii, literaturze i sztuce. Tęczowa flaga stanowiła symbol masońskiego Zakonu Order of the Rainbow Girls (7 barw), a później również osób homoseksualnych (6 barw).

40.

41. Jak działa lupa? (rysunek) Wyprowadź wzór na powiększenie kątowe lupy.

42. Przedstaw zasade działania mikroskopu. Rysunek.

Obiektyw powiększa

liniowo przedmiot O

dając rzeczywisty obraz
I b/a razy większy.

Okular działa jak lupa

dając powiększenie

kątowe obrazu I równe

s/ f2.

43. Wytłumacz jak powstaje zjawisko interferencji w cienkich warstwach. Podaj wzór na wzmocnienie interferencyjne dla promieni prostopadłych do powierzchni.

44. Podaj kryterium zdolności rozdzielczej Rayleigha oraz wzór na kąt wyrażający zdolność rozdzielcza układu optycznego. Jaka cecha oka orła decyduje o tym, że ma on lepszy wzrok niż człowiek?

Kryterium zdolności rozdzielczej Rayleigha:

Obiekty są ledwie rozróżnialne, gdy środek obrazu jednego obiektu znajduje się w pierwszym minimum drugiego.

Środki obrazów tworzą wtedy z otworem przesłony kąt Q(teta)min = Q(teta)1 = 1.22 lD. K ąt Q(teta)1 nazywamy

zdolnością rozdzielczą układu optycznego

45. Budowa i dzialanie spektrometru. Widma emisyjne pierwiastków. (ćwiczenie 46)

Spektroskop jest przyrządem optycznym, który służy do wytwarzania i obserwacji widm optycznych substancji. Zbudowany jest on z czterech podstawowych elementów, do których zalicza się:
1.    Kolimator – jego zadaniem jest wytworzenie równoległejwiązki światła. Najczęściej zbudowany jest on z wąskiej szczeliny za którą znajduje się soczewka skupiająca.
2.    Element rozszczepiający światło – jest to pryzmat lub siatka dyfrakcyjna. Światło polichromatyczne (wielobarwne) przechodząc przez ten element ulega dyspersji (rozszczepieniu), gdyż kąt załamania promienia w obu przypadkach zależy oddługości fali światła.
3.    Obiektyw – służy on do zogniskowania załamanej uprzednio wiązki światła na płaszczyznę, w której powstaje widmo.
4.    Okular – pozwala on określać położenia odpowiednich linii widmowych.

Widmo emisyjne pierwiastków:

Widmo spektroskopowe,będące obrazem promieniowania elektromagnetycznego,wysyłanego przez ciało.

46. I postulat Bohra. Wynik na energie elektronu w atomie wodoru. Co znaczy że emisja pierwiastka jest skwantowana?

I postulat Bohra : elektron krążący wokoł jądra atomowego może posiadać jedynie energie o określonej wartości. Inaczej mowiąc, elektron może przebywać w atomie jedynie na pewnych poziomach energetycznych. Każdemu poziomowi energetycznemu odpowiada określona

orbita, po ktorej porusza się elektron.

.Elektron może przeskakiwać z orbit o wyższej energii na niższe,wysyłając kwant energii równy różnicy energii,jakie elektron posiadał na orbitzch,między którymi nastąpił przeskok.Elektron może przeskoczyć z niższej orbity na wyższą jeśli pochłonie odpowiedni kwant energii.

Elektron nie może zmieniać swojej energii sposób ciągły a tylko pomiędzy określonymi wartościami (tzw.poziomy energii). Np. jeśli chcemy aby elektron przeszedł z jednej powłoki na powłokę o wyższej energii, musimy dostarczyć mu takiej jednorazowej porcji (kwantu) energii, która równa jest różnicy między energiami tych dwóch powłok. Elektron nie może istnieć w stanie energetycznym pomiędzy poziomami dozwolonymi.

47. II postulat Bohra i wyjaśnił dlaczego pierwiastek ma swoje widmo

Elektron może emitować lub pochłaniać promieniowanie elektromagnetyczne tylko podczas przejść z jednej dozwolonej orbity na inną. Energia ta jest wysyłana lub pochłaniana w postaci kwantu (porcji) o wartości równej różnicy energii elektronu na tych dwóch orbitach:

E_m - E_n = h ⋅ f,

gdzie E_m i E_n to energie elektronu na m-tej orbicie i na n-tej.

Na skutek przejścia elektronu między różnymi orbitami z atomu są wysyłane (lub pochłaniane) kwanty promieniowania (fotony) o różnej energii. Częstotliwość fali elektromagnetycznej związanej z tymi fotonami ma wartość odpowiadającą energii fotonów.

Każdy pierwiastek ma swoje własne widmo, ponieważ emituje charakterystyczną dla siebie zestaw fal świetlnych i można go zidentyfikowac.

48. Hipoteza de Broglie, jak można ją zweryfikowac w doświadczeniu Younga.

Wg hipotezy Brolie;a każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby jako zbiór cząstek albo jako fala.

Nie tylko fotonom, lecz wszystkim cząsteczkom, można jednocześnie przypisac naturę korpuskularną i falową.

Na podstawie eksperymentu Younga i wzoru na wznoszenie interferencyjne wyznaczono dlugości fal prawdopodobieństwa dla oka. Wynik zgadza się z hipotezą de Broglie.