2.Termodynamiczna skala temperatur.

Skala bezwzględna temperatury określa temperaturę 0 jako taką temperaturę gazu idealnego, w której gaz przy zadanym ciśnieniu będzie miał zerową objętość, co odpowiada temu, że w tej temperaturze wszelki ruch cząsteczek gazu ustaje. W rzeczywistości jednak objętości cząsteczek gazu są niezerowe, oznacza to, że rzeczywistym termometrem gazowym nie można mierzyć dowolnie niskich temperatur.

3..Dwójłomność.

Dwójłomność jest własnością ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła (rozdwojenia promienia świetlnego). Substancje dla których zjawisko zachodzi nazywamy substancjami dwójłomnymi.

Zjawisko wynika z faktu, że substancja jest anizotropowa, co oznacza że współczynniki przenikalności elektrycznej ε i wynikająca z niego prędkość światła, a co za tym idzie współczynnik załamania światła, w krysztale zależą od kierunku drgań pola elektrycznego fali elektromagnetycznej(polaryzacji fali).

4.

5.Zasada ekwipartycji energii.

W stanie równowagi termodynamicznej na każdy stopień swobody cząsteczki przypada przeciętnie ta sama energia kinematyczna równa ½ kT, niezależnie od tego ile stopni swobody ma cząsteczka.

6 Cykl Carnota, sprawność silnika.

7 Perpetuum mobile I rodzaju - to hipotetyczna maszyna, która wytwarza co najmniej tyle energii, ile sama zużywa tj. działa bez pobierania energii z zewnątrz. Miałby to być samonapędzający się mechanizm. Ogłoszono liczne konstrukcje czysto mechaniczne, a gdy zapoczątkowano konstrukcje silników cieplnych, zgłaszano konstrukcje oparte o przemiany gazowe. Taką konstrukcją mógłby być np. silnik spalinowy, który zużywa tylko paliwo w momencie rozruchu, a później pracuje dowolnie długo bez dostarczania paliwa. Nie jest perpetuum mobile pierwszego rodzaju, choć nazwa na to wskazuje, maszyna, która raz wprawiona w ruch działałaby wiecznie, o ile zostałaby ona umieszczona w idealnej próżni i pozbawiona całkowicie kontaktu z otoczeniem (czyli o ile można byłoby zaniedbać opory ruchu).

Perpetuum mobile pierwszego rodzaju byłoby sprzeczne z zasadą zachowania energii, a w wersji termodynamicznej z pierwszą zasadą termodynamiki, która jest jej szczególnym przypadkiem.

8 ZASADA DZIAŁANIA LASERA

 

Laser jest źródłem promieniowania elektromagnetycznego. Od klasycznego źródła światła różni się on zasadą działania i wynikającymi z niej właściwościami emitowanego promieniowania.

Nazwa LASER jest akronimem zdania w języku angielskim: Light Amplification by Stimulation Emision of Radiation, czyli wzmocnienie światła wskutek zjawiska emisji wymuszonej. Emisja wymuszona jest jednym z trzech procesów oddziaływania światła z materią, w wyniku których zmienia się stan kwantowy atomu, jonu czy cząsteczki. Dwa pozostałe procesy to absorpcja i emisja spontaniczna. Wszystkie te procesy są schematycznie przedstawione na rys. 1.

 

 

 

Rys.1 Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią, reprezentowaną przez atom dwupoziomowy: a) absorpcja promieniowania, b) emisja spontaniczna i c) emisja wymuszona.

 

W wyniku absorpcji fotonu (rys.1a) o częstości ν spełniającej równanie

, (1)

w którym E₂ oznacza energię stanu wzbudzonego atomu, E₁ – energię jego stanu podstawowego, a h – stałą Plancka, atom przechodzi ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego. W procesie emisji spontanicznej (rys.1b) atom emituje foton o częstości ν spełniającej równanie (1) i przechodzi ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego. W procesie emisji wymuszonej (rys.1c) foton o częstości ν spełniającej równanie (1) nie ulega absorpcji (atom już jest w stanie wzbudzonym), lecz wymusza emisję fotonu. Wymuszony foton jest spójny z fotonem wymuszającym. Oznacza to, że mają one tę samą częstość, fazę i kierunek rozchodzenia się. W wyniku emisji wymuszonej atom przechodzi do stanu podstawowego.

Laser składa się z trzech zasadniczych elementów, którymi są:

1. 1)      Ośrodek aktywny, czyli zespół atomów, jonów czy cząsteczek.

2. 2)      Rezonator, czyli układ optyczny, który sprzęga promieniowanie charakterystyczne dla danego ośrodka z tym ośrodkiem. W najprostszym przypadku rezonator stanowią 2 płaskie, doskonale odbijające zwierciadła, które są ustawione idealnie równolegle do siebie w odległości , (n jest liczbą całkowitą, λ jest długością fali światła laserowego) umożliwiającej powstanie w nim fal stojących. Częstości tych fal są częstościami modów podłużnych lasera. Liczba modów zależy od szerokości dopplerowskiej linii widmowej, dla której zachodzi przejście laserowe w ośrodku aktywnym. Odległość w skali częstości między sąsiednimi modami wynosi , gdzie c jest prędkością światła w próżni. Zatem wzmocnieniu mogą ulec tylko te mody (drgania o określonej częstości), które mieszczą się w profilu linii emisyjnej – jest ich tyle, ile wynika z podzielenia /.

3)      Układ pompujący, czyli układ, który wytwarza inwersję obsadzeń między stanami zaangażowanymi w przejście laserowe. Inwersja obsadzeń tych stanów jest warunkiem koniecznym do uzyskania wzmocnienia promieniowania.

 9 Ciśnienie, prawo Pascala.

10. Zjawisko fotoelektryczne.

zjawisko fotoelektryczne – zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi(tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym ośrodkiem jest gaz mamy do czynienia z tzw. fotojonizacją.