1. Wielkości opisujące ruch po okręgu:

- droga kątowa φ [rad]:
, gdzie s - droga liniowa, r - promień

• prędkość kątowa ω [rad s^-1]:
  
  , gdzie v - prędkość liniowa

• przyspieszenie kątowe α [rad s^-2
  

• okres ruchu - czas T potrzebny na przebycie drogi kątowej
  :
  

• częstotliwość f - liczba obiegów punktu po okręgu na jednostkę czasu:
  

• przyspieszenie normalne i styczne:
  ,
  , gdzie a_n - przyspieszenie normalne, a_t - przyspieszenie styczne, a = a_n + a_t

2. Zasady dynamiki:

I zasada dynamiki ruchu postępowego - ciało nie poddane oddziaływaniu żadnych innych ciał albo pozostaje w spoczynku, albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada dynamiki ruchu postępowego - siła działająca na ciało jest równa iloczynowi przyspieszenia i masy tego ciała ( F = ma ).

III zasada dynamiki ruchu postępowego - jeżeli ciało A działa na ciało B siłą F_AB, to ciało B działa na ciało A siłą F_BA równą co do wartości bezwzględnej, lecz przeciwnie skierowaną: F_AB = - F_BA (zasada akcji i reakcji).

I zasada dynamiki ruchu obrotowego - bryła sztywna nie poddana działaniu momentu siły pozostaje nieruchoma lub wykonuje ruch obrotowy jednostajny.

II zasada dynamiki ruchu obrotowego - moment siły działającej na bryłę sztywną jest równy iloczynowi momentu bezwładności tej bryły i jej przyspieszenia kątowego: M = Iα

III zasada dynamiki ruchu obrotowego - jeżeli na bryłę A działa bryła B pewnym momentem siły M_AB, to bryła B działa na bryłę A momentem M_BA równym co do wartości, lecz przeciwnie skierowanym: M_AB = - M_BA.

3. Równanie opisujące ruch harmoniczny tłumiony:
, gdzie:

- współczynnik tłumienia (b - współczynnik oporu, m - masa),
- pulsacja drgań tłumionych,
- amplituda drgań

Logarytmiczny dekrement tłumienia:
, jest to wielkość charakteryzująca drgania tłumione i jest równa logarytmowi naturalnemu stosunku dwóch amplitud w chwilach t i t + T.

Całkowita energia w ruchu harmonicznym tłumionym:
, gdzie k - współczynnik sprężystości

4. Fala wytworzona w ciele o skończonych rozmiarach odbija się od granicy tego ciała. Fala odbita porusza się w kierunku przeciwnym niż fala padająca i zsumowanie tych dwóch fal daje w wyniku falę wypadkową, zwaną falą stojącą.

Zakładamy, że fala rozchodząca się w ciele jest falą harmoniczną i że odbija się od granic ciała bez strat (fala odbita ma tę samą amplitudę co fala padająca). Równania fal padającej i odbitej:
,

stąd fala wypadkowa jest dana równaniem:
i jest to równanie fali stojącej.

5.Zjawisko Dopplera - polega na tym, że gdy obserwator porusza się w kierunku spoczywającego źródła dźwięku, słyszy dźwięk o większej częstotliwości niż wtedy, gdy jest w spoczynku, gdy zaś oddala się od nieruchomego źródła dźwięku słyszy dźwięk o mniejszej częstotliwości. Analogiczna sytuacja jest w przypadku gdy źródło dźwięku porusza się względem nieruchomego obserwatora.

W przypadku ruchomego źródła i nieruchomego obserwatora długość fali wyraża się wzorem:

, gdzie: u - prędkość dźwięku, v_z - prędkość źródła, f - częstotliwość

Stąd częstotliwość odbierana przez obserwatora:

6.Całkowite powiększenie mikroskopu - jest odwrotnie proporcjonalne do iloczynu ogniskowych obiektywu i okularu:
, gdzie f₁ - ogniskowa obiektywu, f₂ - ogniskowa okularu,

7. Wady soczewek:

• aberracja chromatyczna - występuje w świetle niemonochromatycznym i jest wywołana tym, że współczynnik załamania różnych ośrodków optycznych jest funkcją długości fali świetlnej; w wyniku aberracji chromatycznej promienie świetlne o różnej barwie dają obrazy o różnym powiększeniu leżące w różnych odległościach od układu; metody zapobiegania: stosowanie odpowiednich kombinacji soczewek skupiających i rozpraszających wykonanych z materiałów o różnych współczynnikach załamania,

• aberracja sferyczna - polega na niejednakowym załamywaniu promieni świetlnych padających na powierzchnię załamującą pod różnymi kątami (w różnych odległościach od głównej osi optycznej) co powoduje, że promienie monochromatyczne wychodzące z jednego punktu leżącego na głównej osi optycznej po załamaniu przecinają tę oś w różnych punktach; metody zapobiegania: stosowanie odpowiednich kombinacji soczewek skupiających i rozpraszających,

• koma - powstaje wtedy, gdy odwzorowany przez układ optyczny punkt przedmiotu leży daleko od osi optycznej układu ; wtedy powstający obraz takiego punktu ma kształt przecinka; metody zapobiegania: podobnie ja w przypadku aberracji oraz stosując odpowiednie przysłony odcinające promienie pochodzące z punktów przedmiotu oddalonych od osi,

• astygmatyzm - objawia się tym, że każdy punkt przedmiotu odwzorowany jest w postaci oddalonych od siebie dwóch kresek prostopadłych wzajemnie i prostopadłych do promienia świetlnego; występuje, gdy załamujące powierzchnie soczewek nie są symetryczne względem osi; metody zapobiegania: wykonanie soczewek o odpowiednim współczynniku załamania i odpowiedniej krzywiźnie załamującej,

• dystorsja - aberracja polegająca na tym, że linia prosta leżąca na przedmiocie odwzorowuje się jako linia krzywa; spowodowana jest różnym powiększeniem różnych elementów przedmiotu, które zwykle zmienia w miarę oddalania się od osi optycznej układu; metody zapobiegania: stosowanie układów soczewek dających zniekształcenia obrazów o przeciwnych kierunkach.

9. Wytwarzanie drugiej harmonicznej:

Wiązka światła z lasera rubinowego zostaje skupiona na powierzchni płytki kwarcowej. Pole elektryczne fali świetlnej wytwarza w płytce zmienną polaryzację o pulsacji podstawowej P^ω, a także polaryzację o pulsacji podwojonej P^2ω. Wobec tego każdy element objętości płytki kwarcowej staje się źródłem fali elektromagnetycznej o pulsacji 2ω. Jeżeli kwarc jest oświetlony światłem z lasera rubinowego o barwie czerwonej, to z płytki wybiegać będzie oprócz wiązki czerwonej dodatkowa, słabsza wiązka światła niebieskiego. Wiązka ta po przejściu przez filtr oraz monochromator może być rejestrowana przez fotopowielacz.

10. Niezgodność teorii klasycznej z wynikami doświadczalnymi zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego:

• z teorii falowej wynika, że energia kinetyczna fotoelektronów powinna wzrastać ze wzrostem energii fali (natężenia światła), jednakże okazało się, że nie zależy ona od natężenia światła i jest stała;

• zgodnie z teorią falową zjawisko fotoelektryczne powinno występować dla dowolnej częstotliwości światła, jeśli tylko jego natężenie jest wystarczająco duże, jednakże okazało się, że dla każdego metalu istnieje częstotliwość progowa taka, że przy mniejszej częstotliwości fotoelektrony nie są emitowane przy dowolnie silnym oświetleniu;

Różnice te wyjaśnił Einstein swoją teorią kwantową światła, zgodnie z którą energia fotonu padającego na powierzchnię metalu zostaje pochłonięta przez elektron. Część tej energii zostaje zużyta na oderwanie się elektronu od powierzchni metalu (praca wyjścia φ), pozostałą część energii fotonu elektron zachowuje w postaci energii kinetycznej:
, gdzie
, ν₀ - częstotliwość progowa.

11. Podstawowe założenia mechaniki falowej:

• każdej cząstce elementarnej można przyporządkować funkcję falową
  ,

• jeżeli cząstka materialna znajdzie się w stanie fizycznym opisanym przez funkcję
  oraz
  , to może się znaleźć również w stanie
  , gdzie a₁ i a₂ - stałe,

• stan opisany funkcją falową Ψ jest równoważny z dokładnością aΨ (a - const.)

12.Liczby kwantowe:

• główna n = 1,2,3,…,∞

• orbitalna l = 0,1,2,…,n - 1

• magnetyczna m = 0,±1,±2,…,±(l - 1),±l

• spinowa s = ±1/2

Zasada Pauliego - elektrony w atomie muszą się różnić chociaż jedną liczbą kwantową lub, inaczej dowolne dwa elektrony w atomie nie mogą znajdować się w tym samym stanie kwantowym.

13.Promieniowanie rentgenowskie - powstaje, gdy wiązka elektronów o dużej prędkości uderzając o dowolną substancję zostaje zahamowana.

Budowa lampy rentgenowskiej:

Elektrony są emitowane przez rozżarzone włókno wolframowe, które stanowi katodę lampy. Włókno to znajduje się wewnątrz miseczki metalowej, w celu lepszego skupienia elektronów na anodzie. We wnętrzu lampy panuje wysoka próżnia. Między katodą a anodą jest przyłożone wysokie napięcie od 10 do 100kV lub więcej. Wiązka elektronów wychodzących z katody i przyspieszonych przez pole elektryczne uderza w anodę, która staje się źródłem promieni rentgenowskich.

Rodzaje promieniowania rentgenowskiego:

• widmo ciągłe (widmo hamowania)

• widmo liniowe (widmo charakterystyczne)

14.Podczas rozpadu β ^- jeden z neutronów przekształca się w proton, a z jądra jest wysyłana cząstka β ^- (elektron) i antyneutrino. W wyniku rozpadu β ^- liczba masowa jądra macierzystego nie ulega zmianie, a liczba atomowa wzrasta o jeden, czyli pierwiastek pochodny jest przesunięty w układzie okresowym pierwiastków w prawo o jedno miejsce; oznacza to, że następuje przekształcenie jednego izobaru w inny.

, gdzie
- antyneutrino elektronowe

Podczas rozpadu β ⁺ jeden z protonów zawartych w jądrze przekształca się w neutron i z jądra wysyłany jest pozyton i neutrino. W wyniku rozpadu β ⁺ liczba atomowa pierwiastka macierzystego maleje o jedność, więc powstający pierwiastek jest przesunięty w układzie okresowym pierwiastków o jedno miejsce w lewo.

Wychwyt K - wychwytywanie przez jądro elektronu z powłoki atomowej jądra podczas przemiany jądrowej typu beta (najczęściej wychwyt następuje z powłoki K).

15.Skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na żywy organizm:

a). bezpośrednie (zmiany w łańcuchach DNA, RNA - mutacje),

b). pośrednie:

Parametry definiujące oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią ożywioną:

- dawka pochłonięta:
,

• współczynnik jakości promieniowania,

• skuteczny równoważnik dawki.

16. Rodzaje laserów:

• lasery na ciele stałym (np. rubinowy, neodymowy),

• lasery gazowe (He-Ne),

• lasery jonowe,

• lasery molekularne (N₂, Co₂),

• lasery barwnikowe,

• lasery półprzewodnikowe (Ga, As).

Zastosowanie laserów:

• źródła światła (optyka, spektometria),

• elektronika i telekomunikacja (transmisja sygnałów np. w światłowodach, odtwarzacze CD-ROM itp.),

• medycyna (lasery dużej mocy - w operacjach oka),

• metalurgia (spawanie laserowe),

• kontrolowanie syntezy termojądrowej.

18. Reakcja syntezy jądra deuteru z jądrem trytu

19. Przekrój czynny: - mikroskopowy:
, gdzie: I₀ - natężenie strumienia cząstek (liczba cząstek padająca na jednostkę powierzchni w jednostce czasu), I₁ - to samo tylko po przejściu przez powierzchnię, N_a - ilość atomó lub jąder przypadająca na jednostkę powierzchni;

makroskopowy:
, gdzie n - liczba jąder znajdująca się w jednostce objętości

20.Plazma - zjonizowany gaz o odpowiedniej koncentracji swobodnych nośników ładunków elektrycznych w postaci jonów i elektronów.

Podział plazmy:

a). ze względu na stopień jonizacji:

• plazma całkowicie zjonizowana,

• plazma częściowo zjonizowana,

b). ze względu na koncentrację elektronów:

• plazma gęsta n_e >10²¹ m^-3 (n_e - lokalna koncentracja elektronów),

• plazma rzadka n_e <10¹⁴ m^-3

c). ze względu na zachowanie się w czasie:

• plazma stacjonarna,

• plazma dynamiczna (impulsowa).

21. Podstawowe prawa doświadczalne promieniowania ciała doskonale czarnego:

- prawo Stefana-Boltzmanna:
- dla ciała doskonale czarnego (A _λ = 1)

- dla otoczenia o temp. T = 0K

dla otoczenia T_o > 0K:

dla ciał „szarych”:

(T_o =0K)

lub

-prawo przesunięć iena:

---