twierdzenia Gaussa, które mówi, że strumień wektora natężenia pola elektrycznego przez dowolną powierzchnię zamkniętą równa się sumie algebraicznej ładunków obejmowanych przez tę powierzchnię, podzielonej przez E₀.

Transformacja Lorentza - jest to transformacja sluzaca do znalezienia miejsca (x',y',z') i czasu t', tego samego zdarzenia w układzie K' który porusza się względem układu K z pewną stałą prędkością
.

X=
Y= Y' Z = Z' t =

Zasady dynamiki Newtona

1. Punkt materialny, na który nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się, pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym w linii prostej (układ inercjalny).

2. Jeśli na ciało działają siły nie równoważące się, to porusza się ono ruchem zmiennym, a przyśpieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do wypadkowej sił działających na to ciało, a odwrotnie proporcjonalne do masy ciała (klasyczna postać)

3. Jeśli jedno ciało działa z określoną siłą na drugie (siła akcji), to i wzajemnie drugie ciało działa na pierwsze ciało siłą taką samą co do wartości i kierunku lecz przeciwnie zwróconą (siła reakcji).

Prawo Newtona

Wszystkie ciała obdarzone masą przyciągają się wzajemnie siłami grawitacji. Wartość siły wzajemnego przyciągania się dwóch ciał jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas tych punktów, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Wektor siły grawitacji leży na prostej przechodzącej przez środki obu mas.

Układ nieinercjalny to układ odniesienia, którego wektor prędkości zmienia się, czyli taki, który ma niezerowe przyśpieszenie.(Układ nieinercjalny porusza się z pewnym przyśpieszeniem względem układu inercjalnego). Wektor prędkości może zmieniać swoją wartość lub kierunek. Charakterystyczną cechą układów nieinercjalnych jest występowanie sił pozornych. Siła pozorna jest skierowana zawsze przeciwnie do kierunku przyśpieszenia układu. Siły te są bezźródłowe. W układach nieinercjalnych nie jest spełnione pierwsze prawo Newtona.

Ruch harmoniczny (drgania harmoniczne) jest to ruch jaki wykonuje ciało o masie m, na które działa siła proporcjonalna do przemieszczenia, ale o przeciwnym znaku. ruch okresowy opisywany sinusoidalną funkcją czasu. ruch powtarzający się w regularnych odstępach czasu. Opisana jest wzorem: x(t)=x_mcos(ωt+φ)

gdzie: x(t)- przemieszczenie w chwili t

x_m- amplituda ω-częstość kołowa φ- faza początkowa (ωt+φ) - faza

częstość (częstotliwość), czyli liczba pełnych drgań (cykli) wykonanych w ciągu każdej sekundy. Częstość oznaczamy symbolem ν, a jej jednostką w układzie SI jest herc (Hz)

1 herc= 1 Hz= 1 pełne drganie na sekundę

Relatywistyczna dynamika(równania)

Relatywistyczny wzór na pęd jest więc następujący:

Druga zasada dynamiki Newtona (w przypadku relatywistycznym) jest określona wzorem

Dostajemy wzór na energię kinetyczną:
.

PRAWO COULOMBA

siła oddziaływania dwóch nieruchomych ładunków punktowych jest proporcjonalna do każdego z ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Dipolem elektrycznym nazywamy układ dwóch równych co do wartości z przeciwnymi znakami ładunków punktowych +q i -q. Znajdują się one w odległości l, która jest dużo mniejsza niż odległość do punktów, gdzie wyznaczane jest pole tego układu.

Polaryzacja Dielektrykow

Dielektryki są ośrodkami, w których nie ma swobodnie poruszających się ładunków. Zewnętrzne pole elektryczne rozsuwa ładunki dodatnie i ujemne tworząc w ten sposób dipole elektryczne. Pole elektryczne fali elektromagnetycznej indukuje zatem dipole drgające z częstością taką samą jak częstość drgań pola fali

PRAWO OHMA:

Natężenie prądu płynącego wzdłuż jednorodnego, metalicznego przewodnika jest proporcjonalne do spadku napięcia na nadym przewodniku:

,gdzie R- opór, U- napięcie, I- natężenie.

Jednostką Oporu jest [OM]:

.

Opór przewodnika zależy od rozmiarów, kształtu przewodnika i materiału z którego jest wykonany:

, gdzie ρ-opór właściwy (współczynnik materiałowy), l-długość przewodnika, S- pole przekroju poprzecznego przewodnika.

Poza tym warto wiedzieć że opór stawiany prze przewodnik oprócz powodowania strat energii, jej część zamienia na ciepło wytworzone przez ruch elektronów i związane z tym zderzenia, drgania i tarcie.

Prawo Biota-Savarta

Jest to prawo opisujące indukcje pola magnetycznego wytworzonego przez dowolny cienki przewod. Wzór Biota - Savarta umożliwia obliczenie indukcji magnetycznej gdy znane jest natężenie prądu, który jest źródłem pola magnetycznego.

Prawo Ampera

Wartość całki okrężnej wektora natężenia pola magnetycznego, wytworzonego przez stały prąd elektryczny w przewodniku wzdłuż linii zamkniętej otaczającej prąd, jest równa sumie algebraicznej natężeń prądów przepływających (strumieniowi gęstości prądu) przez dowolną powierzchnię objętą przez tę linię.

Prawo Ampere'a jest przydatne do obliczenia natężeń pól magnetycznych wytwarzanych przez układy przewodników mające jakieś cechy symetrii, które umożliwiają nieskomplikowane obliczenie cyrkulacji. Przykładem może być obliczenie natężenia pola solenoidu.

Obwod z pradem w polu magnetycznym

Prąd jest zbiorem poruszających się ładunków. Ponieważ pole magnetyczne wywiera działanie odchylające na poruszający się ładunek, spodziewamy się, że będzie ono także odchylał przewodnik, w którym płynie prąd.

Prąd i w metalowym przewodniku jest przenoszony przez swobodne elektrony(elektrony przewodnictwa).

F=il x B

F= q(VxB)

Rownania MAxwella

cztery podstawowe równania elektromagnetyzmu. Opisują one własności pola elektrycznego i magnetycznego oraz zależności między tymi polami. Zasadniczą konsekwencją teorii Maxwella było przewidzenie istnienia fal elektromagnetycznych

Prawo Fermata

Promień świetlny poruszający się (w dowolnym ośrodku) od punktu A do punktu B przebywa zawsze lokalnie ekstremalną drogę optyczną, czyli taką, na której przebycie potrzeba czasu najkrótszego, bądź najdłuższego z możliwych. Na podstawie zasady Fermata można wyprowadzić prawo odbicia i załamania.

Interferencja fal

Podczas nakładania się spójnych fal świetlnych zachodzi zmiana rozkładu strumienia świetlnego w przestrzeni, w wyniku czego w pewnych miejscach powstają maksima, a w innych - minima natężeń. Zjawisko to nazywamy interferencja fal.

POLARYZACJA SWIATŁA

Spolaryzować można tylko falę poprzeczną. Teoria przewiduje, że światło podobnie jak inne fale elektromagnetyczne jest falą poprzeczną

Jest kilka sposobów na spolaryzowanie światła.

-Użycie polaroidu czyli płytki polaryzującej. Na płytce istnieje charakterystyczny kierunek polaryzacji zaznaczony liniami równoległymi .Płytka przepuszcza tylko te fale dla których kierunki drgań wektora E są równoległe do wektora polaryzacji. Obok ustawiamy drugą płytkę analizator .Amplituda fali wychodzącej z analizatora wynosi Ecosφ gdzie φ kąt między kierunkami polaryzacji obu płytek.Wynika z tego prawo Malusa dane wzorem:

J = Jm,cos^2φ	J - natężenie światła wychodzącego z analizatora
		Jm - natężenie światła wychodzącego z polaryzatora

-Polaryzacja przez odbicie. Nastawiając odpowiednio kąt padania wiązki na szkło lub (inne dielektryki) można doprowadzić do polaryzacji promienia odbitego. Doświadczalnie stwierdzono ,że po ustaleniu kąta odbicia który spełnia zależność :

Tgα = n_2,1 gdzie n- względny współczynnik ząłamania materiału odbijającego,

Dochodzi do całkowitej polaryzacji promienia odbitego. Zachodzi to wtedy gdy promień padający i odbity są względem siebie pod kątem prostym.

-Rozchodzenie się światła w ośrodkach anizotropowych .Są to materiały w których różne własności światła np. prędkość światła i jego polaryzacja zależą od kierunku rozchodzenia się światła w materiale.

I ZASADA Termodynamiki

Przejściu od 1 stanu do 2 odpowiada zmiana energii wewnętrznej U układu. Ta zmiana energii wewnętrznej wiąże się z ciepłem Q (doprowadzonym do układu lub oddanym przez układ) i z pracą W (wydaną lub dostarczoną).

Q = U + W

Oznacza to, że kosztem ciepła Q doprowadzonego do układu uzyskuje się wzrost jego energii wewnętrzne U oraz pracę przez niego wykonaną W. Równanie to w sposób ogólny wyraża treść I zasady termodynamiki.

PRZEMIANY :

Izoprzemiana - przemiana, przy której jeden z parametrów charakteryzujących stan ciała pozostaje stały.

1.przemiana izotermiczna

przemiana izobaryczna

przemiana izochoryczna

przemiana adiabatyczna

CYKL CARNOTA

Silnik cieplny - urządzenie, które kosztem energii dostarczonej mu w formie ciepła wytwarza w formie pracy energie mechaniczną. Silnik cieplny działa na zasadzie procesu kołowego (cykl prosty).

Proces kołowy - (proces cykliczny, obieg cieplny) - proces termodynamiczny, przy końcu którego układ powraca do stanu początkowego (wyjściowego).

Gaz doskonały - gaz, w którym można zaniedbać oddziaływanie między cząsteczkami i rozmiary samych cząsteczek w porównaniu ze średnią odległością między cząsteczkami.

Cykl Carnota jest to odwracalny kołowy proces, podczas którego następuje zamiana energii wewnętrznej na mechaniczną (potocznie ciepła na prace).

Pojęcie cyklu Carnota łączy się bezpośrednio z pojęciem silnika Carnota, wyidealizowanego urządzenia, w którym ten proces jest stosowany. Silnik ten ma największą możliwą sprawność a substancją roboczą jest tu gaz doskonały.

Cykl Carnota składa się z czterech procesów:

Izotermiczne rozprężanie - podczas tego procesu substancja robocza pobiera ciepło (od grzejnika). Zachowywana jest przy tym stała temperatura gazu. Ciepło jest w całości zamieniane na pracę, gdyż energia wewnętrzna gazu jest stała. Aby praca ta była maksymalna, przemianę doprowadzimy do momentu, w którym wyczerpie się cały dostępny na ten cykl zapas ciepła. Znajdziemy się wtedy w punkcie B.

Adiabatyczne rozprężanie - cała dostępna na ten cykl energia cieplna została już wykorzystana. Jednak nie jest to kres możliwości uzyskiwania pracy, gdyż teraz gaz może ją wykonać kosztem zawartej w nim energii wewnętrznej. Dzięki temu ogólna praca wykonana podczas cyklu ulegnie dodatkowemu zwiększeniu. Na tym etapie nie ma wymiany ciepła z otoczeniem (adiabata!). Temperatura ciała roboczego spada.

Izotermiczne sprężanie - podczas tej przemiany ciepło jest oddawane (do chłodnicy). Temperatura pozostaje bez zmian, praca jest do układu dostarczana.

Adiabatyczne sprężanie - podczas tego procesu temperatura ciała roboczego wzrasta, aż osiągnie wartość równą temperaturze grzejnika. Podobnie jak przy procesie drugim, tu także nie ma wymiany ciepła z otoczeniem. Praca wykonana przez siły zewnętrzne podczas sprężania, powoduje przyrost energii wewnętrznej.

W dwóch ostatnich procesach nad gazem zostaje wykonana pewna praca L₁, mniejsza od pracy L₂, jaką wykonał gaz w dwóch pierwszych procesach. Sumaryczna praca, wykonana przez ciało robocze podczas cyklu Carnota jest więc równa L=L₂-L₁ ; odbywa się ona kosztem różnicy ilości ciepła pobranego od grzejnika i ilości ciepła oddanego chłodnicy.

Współczynnik wydajności cyklu Carnota jest równy:

gdzie: T₂ - to temperatura grzejnicy, T₁ - temperatura chłodnicy.

ZASADA EKWIPARTYCJI

Czyli zasada równego rozkładu energii na stopnie swobody cząsteczki. Na każdy stopień swobody cząsteczki związany z ruchem postępowym i obrotowym przypada średnio taka sama energia kinetyczna kT/2(wiązania są sztywne)

Natomiast w cząsteczce w której występują wiązania sprężyste dodatkowo na każdy stopień swobody cząsteczki związany z ruchem drgającym przypada kT,

ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE

Jest to emisja elektronów z materii pod działaniem światła. wyładowanie pomiędzy elektrodami ułatwione jest gdy kula oświetlona jest promieniowaniem nadfioletowym. Doświadczenie: umieścili elektrody bańce próżniowej. Przy tylko włączonym przełączniku w przyrządzie nie płynie prąd (brak elektronów w próżni), ale w przypadku gdy światło pada na katodę powstają elektrony przyciągane przez anodę (pod wpływem pola elektrycznego) w rezultacie obwodzie płynie prąd fotoelektryczny, którego napięcie można zmieniać potencjometrem.

EFEKT COMPTONA

Rozpraszanie komptonowskie (zjawisko Comptona) polega na oddziaływaniu kwantów γ z elektronami, które możemy traktować jako swobodne. W wyniku takiego oddziaływania kwant γ zmienia kierunek ruchu oddając część energii elektronowi.

Fale de Broglie'a

Zakładając, że materialne cząstki oprócz własności korpuskularnych mają także i falowe, de Broglie przeniósł na przypadek materialnych cząstek obowiązujące w przypadku światła reguły przechodzenia od obrazu falowego do korpuskularnego. Foton ma energię
i pęd

Według hipotezy de Broglie'a ruch elektronu lub jakiejkolwiek innej cząstki związany jest z procesem falowym

Indukcja magnetyczna w fizyce wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne. Jest ona określana przez siłę Lorentza, czyli siłę działającą na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym:

Pole magnetyczne

W otoczeniu magnesu stwierdzamy dwojakiego rodzaju działania

1) dynamiczne (wywieranie sił na inne magnesy)

2) indukcyjne (magnesowanie kawałków stali).

Przestrzeń, w której występują te działania, nazywamy polem magnetycznym.

Prawo Gaussa

Strumień natężenia pola elektrycznego przenikający przez dowolną powierzchnię zamkniętą w jednorodnym środowisku o bezwzględnej przenikalności dielektrycznej ε, jest równy stosunkowi całkowitego ładunku znajdującego się wewnątrz tej powierzchni do wartości tejże przenikalności.

p

V

izotermiczne

rozprężanie

adiabatyczne

rozprężanie

izotermiczne

sprężanie

adiabatyczne

sprężanie

A

B

C

D

---