Fizyka.

Skrypt dla gimnazjalistów.

Opracowała: Monika Jamróz

Pojęcia dotyczące kinematyki

1. układ odniesienia

Układem odniesienia nazywamy ciało względem, którego określamy położenie innego ciała.

2. tor ruchu

Torem ruchu nazywamy linię, którą zakreśla ciało wykonujące ruch.

3. ruch prostoliniowy

Ruch, którego torem jest linia prosta nazywamy ruchem prostoliniowym.

4. ruch krzywoliniowy

Ruch, którego torem jest dowolna krzywa nazywamy ruchem krzywoliniowym.

5. droga

Długość toru między dwoma jego punktami nazywamy drogą przebytą przez ciało.

6. przemieszczenie

Przemieszczeniem ciała w pewnym odstępie czasu nazywamy wektor, którego początek jest w początkowym położeniu ciała, a koniec w końcowym położeniu.

7. ruch jednostajnie prostoliniowy

Ruchem jednostajnie prostoliniowym nazywamy taki ruch, którego torem jest linia prosta i w czasie, którego ciało w dowolnych, ale jednakowych odstępach czasu, przebywa jednakowe drogi.

8. prędkość ciała w ruchu jednostajnie prostoliniowym

Prędkością ciała w ruch jednostajnie prostoliniowym nazywamy stosunek jego przemieszczenia do czasu, w którym to przemieszczenie nastąpiło.

9. przyspieszenie

Przyspieszenie jest wektorem, który w ruchu przyspieszonym prostoliniowym ma taki sam kierunek i zwrot jak wektor prędkości.

10. ruch jednostajnie opóźniony

Ruch, w którym szybkość ciała w ciągu każdej sekundy maleje nazywamy ruchem jednostajnie opóźnionym.

Pytania dotyczące kinematyki.

1. Co to znaczy że ciało się porusza?

Ciało się porusza, jeżeli w miarę upływu czasu położenie tego ciała zmienia się względem przyjętego przez nas układu odniesienia.

2. Co to znaczy, że ciało pozostaje w spoczynku?

Ciało pozostaje w spoczynku, jeżeli jego położenie w miarę upływu czasu nie zmienia się.

3. Co to znaczy, że ruch i spoczynek są względne?

Oznacza to, że w zależności od wyboru układu odniesienia to samo ciało w tym samym czasie może znajdować się w spoczynku lub poruszać się i to w różny sposób.

4. Kiedy możemy opisać ruch w układzie współrzędnych?

W układzie współrzędnych możemy opisać ruch ciała wtedy i tylko wtedy, gdy potrafimy podać, jak zmieniają się wraz z upływem czasu współrzędne położenia tego ciała.

5. Kiedy przemieszczenie jest równe drodze przebytej przez ciało?

Wartość wektora przemieszczenia ciała jest równa drodze przebytej przez to ciało w ruchu prostoliniowym odbywającym się stale w tym samym kierunku.

6. Jaka zależność jest pomiędzy drogą i czasem w ruchu jednostajnie prostoliniowym?

Droga przebyta przez ciało w czasie ruchu jednostajnie prostoliniowego jest wprost proporcjonalna do czasu trwania tego ruchu.

7. Co jest wykresem zależności drogi od czasu w ruchu jednostajnie prostoliniowym?

Wykresem zależności drogi od czasu s(t) w ruchu jednostajnie prostoliniowym jest półprosta wychodząca z początku układu współrzędnych i nachylona do osi czasu pod kątem ostrym.

8. Co to znaczy, że prędkość jest wielkością wektorową?

Prędkość jest wielkością wektorową, aby ją określić należy podać jej:

• kierunek - który jest zgodny z kierunkiem przemieszczenia,

• zwrot - który jest zgodny ze zwrotem przemieszczenia,

• wartość - którą obliczamy dzieląc wartość przemieszczenia ciała przez czas, w którym to przemieszczenie nastąpiło.

9. Kiedy wartość prędkości i szybkość oznaczają to samo?

W ruchu prostoliniowym zgodnym ze zwrotem osi x wartość prędkości jest równa szybkości i dlatego pojęć „szybkość” i „wartość prędkości” w takim ruchu można używać zamiennie.

10. O czym informuje nas wartość prędkości?

Wartość prędkości (szybkości) w ruchu jednostajnie prostoliniowym informuje nas o tym, jaką drogę przebywa ciało w danej jednostce czasu.

11. Co jest wykresem zależności szybkości od czasu w ruchu jednostajnie prostoliniowym?

Wykresem zależności szybkości od czasu V(t) w ruchu jednostajnie prostoliniowym jest półprosta równoległa do osi czasu.

12. Jak obliczmy szybkość średnią?

Szybkość średnią obliczamy, dzieląc całkowitą drogę przebytą przez ciało przez czas trwania ruchu: v_śr =

13. Jak obliczamy szybkość chwilową?

Szybkość chwilową (wartość prędkości) obliczamy dzieląc drogę przebytą przez ciało w bardzo krótkim czasie przez ten czas.

14. Jaki ruch prostoliniowy nazywamy jednostajnie przyspieszonym?

Ruchem prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym nazywamy taki ruch, w którym w każdej sekundzie ruchu szybkość ciała wzrasta o stałą wartość.

15. Co jest wykresem zależności szybkości od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym?

Wykresem zależności szybkości od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym jest półprosta wychodząca z początku układu współrzędnych nachylona pod kątem ostrym do osi czasu.

16. Jak obliczamy wartość przyspieszenia w ruchu prostoliniowym?

Wartość przyspieszenia obliczamy dzieląc przyrost szybkości przez czas, w którym ten przyrost nastąpił:

a =

17. O czym informuje nas wartość przyspieszenia?

Wartość przyspieszenia informuje nas o tym, jaki przyrost szybkości nastąpił w danej jednostce czasu.

18. Jak droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym zależy od czasu trwania tego ruchu?

Droga przebyta przez ciało w ruchu jednostajnie przyspieszonym bez prędkości początkowej jest wprost proporcjonalna do kwadratu czasu trwania tego ruchu.

19. Jak mają się do siebie drogi przebyte w kolejnych sekundach przez ciało poruszające się ruchem jednostajnie przyspieszonym?

Drogi przebyte w kolejnych sekundach ruchu przez ciało poruszające się ruchem jednostajnie przyspieszonym bez prędkości początkowej mają się do siebie jak kolejne liczby nieparzyste.

20. Jak na podstawie wykresu v(t) można obliczyć drogę przebytą przez ciało?

Droga na wykresie v(t) równa jest liczbowo polu figury ograniczonej: osią t, wykresem szybkości oraz odcinkiem ograniczającym czas, w którym obliczamy drogę.

Wzory - Jednostki - Prawa.

1. Jednostką drogi w Międzynarodowym Układzie Jednostek SI jest 1 metr (1 m).

2. Jeżeli ciało przemieszcza się wzdłuż osi x zgodnie z jej zwrotem to przebyta droga jest równa zmianie współrzędnej x, s=Δx.

3. v = s / t,

szybkość = droga / czas,

[v] = [s] / [t] = 1 m / 1 s = 1 m / s.

4. Jednostką szybkości jest 1 m / s.

5. Drogę w ruchu jednostajnie prostoliniowym obliczamy, ze wzoru: s = v t.

6. Jednostką wartości przyspieszenia jest 1 m / s².

7. W ruchu jednostajnie prostoliniowym przyspieszonym przyspieszenie jest stałe.

8. a = Δv / t = (v-v₀) / t,

wartość przyspieszenia = przyrost szybkości / czas, w którym ten przyrost nastąpił

[a] =
=
= 1 m / s².

9. Jeżeli ciało porusza się wzdłuż linii prostej ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem o wartości a bez prędkości początkowej to:

• wartość prędkości (szybkość), jaką osiągnie w czasie t obliczamy według wzoru:

v = a t,

• drogę przebytą w tym czasie obliczamy według wzoru: s = ½ a t².

Pytania do dynamiki

1. Co to znaczy, że oddziaływania są wzajemne?

Oznacza to, że jeżeli jedno ciało działa na drugie to drugie oddziałuje na pierwsze.

2. Jak możemy podzielić występujące w przyrodzie wzajemne oddziaływania ciał?

Występujące w przyrodzie wzajemne oddziaływania ciał możemy podzielić na:

• mechaniczne - wymagające bezpośredniego kontaktu ciał,

• grawitacyjne, elektrostatyczne, magnetyczne - oddziaływania „na odległość”

3. Jakie są skutki wzajemnego oddziaływania ciał?

Skutki wzajemnego oddziaływania ciał mogą być:

• statyczne (odkształcenie ciała)

• dynamiczne (zmiana prędkości)

4. Na czym polega zjawisko bezwładności ( inercji)?

Bezwładnością (lub inercją) nazywamy zjawisko zachowania przez ciało prędkości, gdy nie działają na nie żadne inne ciała lub działania innych ciał wzajemnie się równoważą.

5. Kiedy mówimy, że ciało ma dużą a kiedy że ma małą bezwładność?

O ciele, które na skutek wzajemnego oddziaływania z drugim ciałem uzyskuje mniejszą szybkość mówimy, że ma większą bezwładność. I odwrotnie o ciele, które uzyskuje większą szybkość mówimy, że ma mniejszą bezwładność.

6. Jaka wielkość fizyczna jest związana z bezwładnością ciała?

Wielkością fizyczną związaną z bezwładnością ciała jest jego masa (ciało bardziej bezwładne ma większą masę).

7. Co nazywamy pędem ciała?

Pędem ciała nazywamy iloczyn jego masy i prędkości:
.

8. Co to znaczy, że pęd jest wielkością wektorową?

Pęd jest wielkością wektorową, której:

• kierunek i zwrot jest zgodny z kierunkiem i zwrotem wektora prędkości,

• wartość jest równa iloczynowi masy i szybkości ciała.

9. Co to znaczy, że siła jest wielkością wektorową?

Oznacza to, że na skutki jej działania oprócz jej wartości ma wpływ kierunek jej działania, jej zwrot i punkt zaczepienia.

10. Jaką siłę nazywamy wypadkową a jaką składową?

Siłę, która działając na ciało powoduje taki sam skutek jak kilka sił przyłożonych do tego ciała nazywamy siłą wypadkową lub wypadkową tych sił. Siły, które zastępuje siła wypadkowa nazywamy siłami składowymi.

11. Jakie siły nazywamy siłami zbieżnymi?

Siłami zbieżnymi nazywamy siły leżące na jednej płaszczyźnie i których kierunki przecinają się w jednym punkcie.

12. Jak zachowuje się ciało pod wpływem stałej siły wypadkowej zwróconej zgodnie z prędkością?

Pod wpływem stałej siły wypadkowej zwróconej zgodnie z prędkością ciało porusza się ruchem prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym.

13. Jak przyspieszenie ciała zależy od działającej na nie siły wypadkowej?

Wartość przyspieszenia ciała o masie m jest wprost proporcjonalna do wartości wypadkowej siły działającej na to ciało a jego kierunek i zwrot są zawsze zgodne z kierunkiem i zwrotem tej siły. Ciało o większej masie pod działaniem takiej samej siły wypadkowej uzyska mniejsze przyspieszenie.

14. Jakie siły nazywamy siłami sprężystości?

Siły sprężystości to takie siły pojawiające się w ciele przy jego odkształcaniu. Dążą one do przywrócenia ciału jego początkowych rozmiarów i kształtów.

15. Jak siła ciężkości zależy od masy ciała?

Wartość siły ciężkości jest proporcjonalna do masy ciała, na które działa.

16. Jaką siłę nazywamy siłą ciężkości lub siłą grawitacji?

Siła, jaką działa Ziemia na dowolne ciało nosi nazwę siły ciężkości lub siły grawitacji. Wartość tej siły jest wprost proporcjonalna do masy ciała.

17. Co nazywamy przyspieszeniem ziemskim?

Przyspieszenie, z jakim porusza się ciało swobodnie spadające nazywamy przyspieszeniem ziemskim. Oznaczamy je symbolem g. wartość g dla Polski wynosi 9,81m/s²

18. Co można powiedzieć o siłach wzajemnego oddziaływania dwóch ciał?

Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości ten sam kierunek i przeciwne zwroty.

19. Jakie tarcie nazywamy tarciem kinetycznym?

Tarcie występuje podczas ruchu jednego ciała po drugim nazywamy tarciem kinetycznym

20. Jakie są rodzaje tarcia?

Ze względu na to, w jaki sposób jedno ciało przemieszcza się po drugim rozróżniamy tarcie poślizgowe i toczone. Siła tarcia poślizgowego jest większa od siły tarcia toczonego.

Dynamika - Jednostki - Prawa - Wzory

1. Prędkość ciała może ulec zmianie tylko na skutek oddziaływania innego ciała.

2. Pierwsza zasada dynamiki Newtona:

3. Jeżeli na ciało nie działają żadne inne ciała lub, gdy działania na nie innych ciał wzajemnie się równoważą to ciało to porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym lub pozostaje w spoczynku.

4. Jeśli dwa różne ciała działają na siebie wzajemnie to na skutek tego oddziaływania uzyskują one różne szybkości

5. Iloraz mas ciał jest równy odwrotnemu ilorazowi szybkości, jakie te ciała uzyskują w wyniku wzajemnego oddziaływania:
   =
   

6. Jednostką masy w SI jest 1 kilogram (1 kg).

7. Jednostką pędu jest kilogram razy metr na sekundę 1kg
   .

8. Zasada zachowania pędu:

Jeżeli ciała układu działają wzajemnie tylko na siebie i na skutek tego zmieniają się pędy to pęd całego układu nie ulega zmianie.

Jeżeli układ składa się z dwóch ciał, które początkowo spoczywały to ich pędy końcowe są wektorami przeciwnymi.

1. Jednostką wartości siły jest 1 niuton (1 N). Jest to wartość siły, która ciału o masie 1kg nadaje przyspieszenie o wartości 1m/s.

2. Wartość siły możemy zmierzyć przy pomocy siłomierza.

3. Siłę przyłożoną w dowolnym punkcie ciała możemy przesuwać wzdłuż kierunku jej działania. Nie powoduje to zmian w skutkach działania siły.

4. Jeżeli dwie działające na ciało siły leżą na jednej prostej mają jednakowe wartości i przeciwne zwroty to równoważą się wzajemnie.

5. Wypadkowa dwóch sił działających wzdłuż tej samej prostej i mających zgodne zwroty ma wartość równą sumie wartości sił składowych kierunek zgodny z kierunkiem tych sił a zwrot zgodny ze zwrotem sił składowych.

6. Wypadkowa dwóch sił działających wzdłuż tej samej prostej i mających przeciwne zwroty ma wartość równą różnicy wartości sił składowych kierunek zgodny z kierunkiem tych sił a zwrot zgodny ze zwrotem siły o większej wartości.

7. Siła wypadkowa dwóch sił zbieżnych ma kierunek przekątnej równoległoboku, którego boki odpowiadają siłom składowym a jej wartość jest równa długości tej przekątnej.

8. Druga zasada dynamiki

Wartość przyspieszenia ciała o masie m jest wprost proporcjonalna do wartości siły wypadkowej F działającej na to ciało a jego kierunek i zwrot są zgodne z kierunkiem i zwrotem siły: a=

Taka sama siła ciału o większej masie nadaje mniejsze przyspieszenie.

9. Siła równa iloczynowi masy i przyspieszenia jest miarą oddziaływania na ciało o masie m innego ciała lub innych ciał: F = ma

10. Wartość siły sprężystości ciała jest proporcjonalna do jego odkształcenia.

11. Swobodne spadanie ciał jest ruchem jednostajnie przyspieszonym zachodzącym pod wpływem stałej siły, którą jest ciężar ciała, równy w przybliżeniu sile grawitacji.

12. W swobodnym spadaniu ciał bez prędkości początkowej obliczamy:

• wartość prędkości po czasie t trwania ruchu za pomocą wzoru:

v = g t,

• przebytą drogę za pomocą wzoru: s =
  g t².

• Ciała zawsze oddziaływają na siebie wzajemnie.

• Trzecia zasada dynamiki:

Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości ten sam kierunek i przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia: F₂₁=-F₁₂. Siły te nie równoważą się, bo działają na dwa różne ciała.

15. Wartość siły tarcia kinetycznego nie zależy od pola powierzchni styku ciał przesuwających się względem siebie. Wartość tej siły zależy od:

• wartości siły dociskającej te ciała do siebie,

• rodzaju powierzchni ciał trących o siebie.

Kosmos - Definicje

1. Ciało porusza się po okręgu ze stałą szybkością, jeśli siła ( lub wypadkowa wszystkich sił) działających na to ciało jest siłą dośrodkową tzn. jest w każdym punkcie toru prostopadła do prędkości i zwrócona stale do środka okręgu.

2. Prawo powszechnego ciążenia

Każde dwa ciał przyciągają się wzajemnie. Siła wzajemnego przyciągania dwóch ciął kulistych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami.

Siła powszechnego ciążenia jest przyczyną spadania ciał na Ziemię, ruchu planet wokół Słońca, ruchu Księżyca i sztucznych satelitów wokół Ziemi.

3. Planety Układu Słonecznego to: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn i Uran.

4. Słońce jest gwiazdą. Słońce świeci dzięki reakcjom termojądrowym zachodzącym w jego wnętrzu.

5. Gwiazdy to bardzo odległe kule gazowe przypominające nasze Słońce.

6. Galaktyką albo Układem Drogi Mlecznej nazywamy zespól 200 miliardów gwiazd przypominający dysk o średnicy 100000 lat świetlnych.

Praca, moc, energia mechaniczna.

1. Siła działająca na ciało wykonuje pracę, gdy:

• podczas działania tej siły następuje przemieszczenie ciała lub jego odkształcenie,

• kierunki siły i przemieszczenia ciała nie są do siebie prostopadłe.

2. Gdy ciało przesuwa się po linii prostej pracą nazywamy iloczyn wartości siły działającej na ciało i wartość jego przemieszczenia: W = F s.

Wzór ten możemy stosować, gdy:

• wartość działającej na ciało siły jest stała podczas jego przesuwania,

• zwrot siły jest zgodny ze zwrotem przemieszczenia.

3. Jednostka pracy jest dżul (1J = 1N 1m). pracę 1 dżula wykonuje siła 1 niutona na drodze 1 metra, jeśli zwrot siły jest zgodny ze zwrotem przemieszczenia.

4. Mocą (P) urządzenia nazywamy iloraz pracy (W) i czasu (t), w którym została ona wykonana: P =
   .

5. Moc danego urządzenia informuje nas o tym, jaką pracę ono w czasie 1 sekundy.

6. Jednostką mocy jest wat (1 W). Moc jednego wata posiada urządzenie, które w czasie 1 sekundy wykonuje pracę 1 dżula: 1W =
   

7. Dwa lub więcej oddziałujących wzajemnie ciał tworzy układ ciał. Siły wzajemnego oddziaływania ciał takiego układu nazywamy siłami wewnętrznymi. Siły pochodzące spoza układu nazywamy siłami zewnętrznymi.

8. O układzie ciał, który jest zdolny do wykonania pracy mówimy, że posiada energię mechaniczną.

9. Energię układu można zwiększyć wykonując nad nim pracę. Przyrost energii mechanicznej układu równy jest pracy sił zewnętrznych wykonanej nad tym układem.

10. Jednostką energii jest 1 dżul ( 1 J).

11. Jednym z rodzajów energii mechanicznej jest energia potencjalna. Energię taką posiada ciało, które oddziałuje z innym ciałem siłami grawitacji lub sprężystości.

12. Energia potencjalna ciała zależy od jego położenia względem drugiego ciała, z którym oddziałuje. Gdy położenie to ulega zmianie to zmienia się również energia potencjalna ciała. W przypadku energii potencjalnej grawitacji mówiąc o zmianie położenia mamy na myśli zmianę jego wysokości nad Ziemia. W przypadku energii potencjalnej sprężystości zmiana położenia wiąże się zawsze z odkształceniem.

13. Przyrost energii potencjalnej grawitacji ciała jest równy pracy siły zewnętrznej wykonanej przy jego podnoszeniu na wysokość h ruchem jednostajnym. Siła zewnętrzna równoważy wówczas siłę grawitacji.

14. Energia potencjalna grawitacji ciała o masie m umieszczonego na wysokości h nad tzw. poziomem zerowym obliczamy za pomocą wzoru: E_p = m g h.

15. Energia kinetyczna związana jest z ruchem ciała. Każde ciało, które w danym układzie odniesienia jest w ruchu posiada w tym układzie energie kinetyczną.

16. Energię kinetyczna obliczamy za pomocą wzoru: E_k = ½ m v², gdzie m to masa ciała a v to jego szybkość.

17. Zasada zachowania energii: jeśli ciała oddziałują na siebie tylko siłami grawitacyjnymi lub sprężystości a siła zewnętrzna nie wykonuje nad nimi pracy to całkowita energia mechaniczna, czyli suma energii potencjalnej i kinetycznej wszystkich ciał tego układu jest stała.
    

Świat materii

1. W przyrodzie substancje mogą występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

2. Ciała stałe mają określony kształt. Zmiana kształtu ciała stałego nie powoduje zmiany jego objętości. Ciała stałe mogą być: kruche, sprężyste lub plastyczne.

3. Ciecze nie mają określonego kształtu - przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują. Są one praktycznie nieściśliwe i bardzo trudno jest zmienić ich objętość.

4. Gazy nie maja określonego własnego kształtu przyjmują kształt zbiornika, w którym się znajdują, wypełniając całą jego objętość. Są ściśliwe i rozprężliwe.

5. Wszystkie ciała są zbudowane z cząsteczek, które są w ciągłym ruchu.

6. Zjawisko samorzutnego mieszania się różnych substancji nazywa się dyfuzją. Jego występowanie świadczy o cząsteczkowej budowie materii i nieustannym ruchu cząsteczek.

7. Jeśli temperatura ciała jest wyższa to średnia szybkość a zatem i średnia energia kinetyczna cząsteczek tego ciała jest większa.

8. Temperaturę możemy wyrażać w skali Celsjusza i w skali Kelvina. Różnica temperatur w obu skalach jest taka sama.

9. Między cząsteczkami wszystkich ciał działają siły zwane siłami międzycząsteczkowymi. Są one na ogół siłami przyciągania.

10. Odległości między cząsteczkami ciał stałych i cieczy są tak małe, że przy próbie zmniejszenia ich objętości pojawiają się międzycząsteczkowe siły odpychania.

11. Cząsteczki, z których składają się ciała są bardzo małe. Ich rozmiary są rzędu 0,000001 mm.

12. Cząsteczki składają się z jeszcze mniejszych cząstek zwanych atomami.

13. W różnych stanach skupienia odległości między cząsteczkami są różne. Najmniejsze odległości są między cząsteczkami ciał stałych i działają między nimi największe siły międzycząsteczkowe. Największe odległości są między cząsteczkami gazów i działają między nimi najmniejsze siły międzycząsteczkowe.

14. Masa jest miarą ilości substancji.

15. Substancje różnią się między sobą gęstością. Gęstość informuje nas o tym, jaka jest masa 1 m³ lub 1 cm³ danej substancji.

16. Aby wyznaczyć gęstość danej substancji należy masę ciała wykonanego z tej substancji podzielić przez jego objętość: d =
    .

Przemiany energii w zjawiskach cieplnych.

1. Wzrost średniej energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek ciała objawia się wzrostem jego temperatury.

2. Najważniejsze składniki energii wewnętrznej ciała to: energia kinetyczna chaotycznego ruchu jego cząsteczek i energia potencjalna wynikająca z ich wzajemnego oddziaływania siłami międzycząsteczkowymi.

3. Energię wewnętrzną ciała można zwiększyć wykonując pracę W. Wówczas ΔE_w = W.

4. Innym sposobem zmiany energii wewnętrznej ciała poza wykonaniem pracy jest przekazywanie ciepła Q ciału o niższej temperaturze przez ciało o temperaturze wyższej:

ΔE_w = Q.

5. Pierwsza zasada termodynamiki informuje nas o tym jak można zmienić energię wewnętrzną ciała i czemu jest równa ta zmiana : ΔE_w = W + Q, gdzie W wykonana praca a Q wymienione ciepło.

6. Przy wzroście temperatury ciała zwiększają swoją objętość.

7. Wykonane z różnych substancji ciała o jednakowych objętościach ogrzane o tę samą liczbę stopni rozszerzają się niejednakowo.

8. Ciepło potrzebne do ogrzania substancji o masie m wyraża się wzorem: Q = c m ΔT, gdzie c jest ciepłem właściwym substancji. Ponieważ zajmujemy się zjawiskami, dla których, W = 0 więc przyrost energii wewnętrznej w takich zjawiskach wynosi : ΔE_w = Q, ΔE_w = c m ΔT.

9. Ciepło właściwe informuje nas ile ciepła (energii) należy dostarczyć, aby ogrzać 1 kg substancji o 1 K. wielkość tę wyrażamy w J / kg K.

10. Każda substancja ma inne ciepło właściwe.

11. Topnienie substancji zachodzi w stałej temperaturze zwanej temperaturą topnienia i charakterystycznej dla tej substancji. Również krzepnięcie następuje w stałej temperaturze (temperatura topnienia jest równa temperaturze krzepnięcia).

12. Ciało topniejące pobiera ciepło z otoczenia o temperaturze wyższej, zatem rośnie jego energia wewnętrzna (energia potencjalna cząsteczek) : ΔE_w = Q = c_t m, W = 0 a c_t to ciepło topnienia substancji.

13. Ciecz krzepnąca oddaje chłodniejszemu otoczeniu ciepło, więc jej energia wewnętrzna maleje o ΔE_w = Q = c_k m, W = 0 a c_k to ciepło krzepnięcia substancji.

14. Ciepło topnienia substancji jest równe jej ciepłu krzepnięcia: c_t = c_k. wielkość te wyrażamy w J / kg.

15. Ciecz paruje w każdej temperaturze.

16. Wrzenie polega na gwałtownym parowaniu cieczy w całej objętości. Wrzenie zachodzi w ściśle określonej temperaturze zwanej temperaturze wrzenia i charakterystycznej dla każdej cieczy.

17. Parująca ciecz pobiera z otoczenia ciepło: Q = c_p m, gdzie c_p to ciepło parowania cieczy, zatem zwiększa się energia wewnętrzna pary.

18. Para skraplając się oddaje otoczeniu ciepło: Q = c_s m, gdzie c_s to ciepło skraplania się pary, zatem energia wewnętrzna substancji podczas skraplania maleje.

19. Ciepło skraplania substancji jest równe jej ciepłu parowania: c_s = c_p.

20. Gdy zetkniemy ze sobą ciała o różnych temperaturach to zachodzi między nimi wymiana ciepła tak długo aż temperatury wszystkich ciał się wyrównają.

21. Jeśli ciała te są izolowane cieplnie od otoczenia to energia wewnętrzna utracona przez ciało o wyższej temperaturze równa jest energii wewnętrznej pozyskanej przez ciała o niższej temperaturze.

22. Na podstawie bilansu energii wewnętrznej można wyznaczyć ciepło właściwe jednego z ciał. Ciała, między którymi zachodzi wymiana ciepła umieszczamy w kalorymetrze lub w termosie.

Ruch drgający i falowy.

1. Odważnik zawieszony na sprężynie, kulka zawieszona na nitce, struna zamocowana na końcach itp. po wychyleniu z położenia równowagi wykonują ruchy zwane okresowymi drganiami gasnącymi.

2. Aby scharakteryzować ruch drgający podajemy amplitudę i okres lub częstotliwość. Amplitudą drgań nazywamy największe wychylenie z położenia równowagi, okres to czas jednego pełnego drgania, częstotliwość to liczba drgań w jednej sekundzie, częstotliwość jest równa odwrotności okresu: [A] = 1m, [T] = 1s, [f] = 1 / s = 1 Hz.

3. Ciało drgające wraca do położenia równowagi ruchem przyspieszonym a oddala się od niego ruchem opóźnionym.

4. Gdy nie uzupełniamy energii ciała drgającego to jego drgania są gasnące, czyli z czasem amplituda maleje. Gdy uzupełniamy energię ciała drgającego traconą na skutek oporu ośrodka to zachowuje ono stałą amplitudę, zatem drgania są wymuszone.

5. Przy małych wychyleniach okres wahań wahadła nie zależy od amplitudy. Zjawisko to nosi nazwę izochronizmu.

6. Okres drgań wahadła zależy od jego długości, jest on wprost proporcjonalny do pierwiastka z długości.

7. Rozchodzące się w ośrodku zaburzenie nazywamy falą. Fala rozchodząca się w ośrodku sprężystym to fala sprężysta, w tym przypadku zaburzenie jest odkształceniem niewielkiego obszaru ośrodka lub zagęszczeniem cząsteczek.

8. W zależności od kierunku drgań cząsteczek w porównaniu z kierunkiem rozchodzenia się fali rozróżniamy:

• fale poprzeczne (kierunek drgań cząsteczek jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali),

• fale podłużne (kierunek drgań cząsteczek jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali).

9. Falę charakteryzują:

• długość fali - droga, jaką przebywa fala w czasie jednego okresu drgań cząsteczek,

• szybkość fali - zależna od rodzaju ośrodka,

• amplituda fali - równa amplitudzie drgań cząsteczek ośrodka.

10. Gdy fala napotyka na swojej drodze przeszkodę to ulega odbiciu. Ustawiając przeszkodę pod różnymi katami można dowolnie zmieniać kierunek biegu fali po odbiciu.

11. Fala natrafiając na odpowiednio wąską szczelinę w przegrodzie ulega ugięciu. Jeśli szerokość szczeliny jest porównywalna z długością fali to po przejściu przez nią fala staje się falą kolistą a więc rozchodzi się we wszystkich kierunkach.

12. Fale ulegają ugięciu także na krawędziach przeszkody.

13. Fale rozchodzące się w tym samym ośrodku i pochodzące z dwóch źródeł nakładają się na siebie tzn. interferują ze sobą. W wyniku interferencji fale w niektórych miejscach maksymalnie się wzmacniają a w innych maksymalnie się osłabiają a nawet wygaszają.

14. Maksymalne wzmocnienie zachodzi w tych punktach, w których fale spotykają się zgodnymi fazami a maksymalne osłabienie w tych, w których fale spotykają się fazami przeciwnymi.

15. Gdy nakładają się ugięte fale koliste to przy zbliżaniu szczelin linii maksymalnego wzmocnienia ( i maksymalnego osłabienia) jest coraz mniej i są one coraz bardziej od siebie odległe.

16. Fale głosowe to fale o częstotliwościach zawartych w granicach od 20 do 20000 Hz.

17. Fale głosowe w cieczach i gazach są falami podłużnymi, polegają one na rozchodzeniu się następujących po sobie na przemian zagęszczeń i rozrzedzeń cząsteczek ośrodka. W ciałach stałych fale głosowe mogą być zarówno poprzeczne jak i podłużne.

18. Szybkość rozchodzenia się fal głosowych zależy od rodzaju ośrodka.

19. Fale głosowe okresowe, czyli o stałej częstotliwości to tony i dźwięki. Można z nich skomponować melodię.

20. Fizyczne cechy dźwięku to: częstotliwość, natężenie (lub poziom natężenia) i charakter drgań, z nimi są związane cechy rozpoznawalne subiektywnie (uchem) jak wysoki jest dźwięk, jak głośny jest dźwięk i jaka jest jego barwa.

21. Poziom natężenia fali głosowej wyrażamy a decybelach (dB).

22. Fale głosowe w zależności od ich długości mogą uginać się na szczelinach o szerokości od kilku centymetrów do kilkunastu metrów.

23. Gdy fala głosowa odbija się od przeszkody i wraca do naszych uszu, słyszymy echo lub pogłos.

Ciśnienie.

1. Wielkość fizyczną informującą nas o tym, jaki jest nacisk ciała na jednostkę powierzchni, na którą to ciało działa nazywamy ciśnieniem:

ciśnienie = wartość siły nacisku \ pole powierzchni,

p =
.

2. Jednostka ciśnienia w SI jest 1 paskal (1 Pa).

3. Gaz umieszczony w zbiorniku wywiera na jego ścianki ciśnienie, jest to wynik uderzeń cząsteczek gazu o ścianki.

4. Ciśnienie gazu w zbiorniku zależy od:

• ilości gazu w zbiorniku,

• objętości zbiornika,

• temperatury gazu.

5. Prawo Pascala: ciśnienie wywierane na ciecz i gaz rozchodzi się równomiernie we wszystkich kierunkach.

6. Ciśnieniem atmosferycznym nazywamy ciśnienie wywierane przez warstwę atmosfery wokółziemskiej na przedmioty znajdujące się na powierzchni lub na pewnej wysokości nad powierzchnią Ziemi.

7. Przyrząd służący do pomiaru ciśnienia atmosferycznego nazywamy barometrem.

8. Warstwa (słup) cieczy o wysokości h wywiera ciśnienie (p), które nazywamy ciśnieniem hydrostatycznym. Obliczamy je za pomocą wzoru: p = d g h, gdzie d to gęstość cieczy a g to wartość przyspieszenia ziemskiego.

9. Prawo naczyń połączonych: warunkiem równowagi cieczy w naczyniach połączonych jest równość ciśnień hydrostatycznych w każdym z nich.

Z prawa tego wynika, że poziom cieczy w naczyniach połączonych jest taki sam niezależnie od kształtu naczynia.

10. Prawo Archimedesa: na każde ciało zanurzone w cieczy (gazie) działa siła wyporu zwrócona do góry a jej wartość jest równa wartości ciężaru cieczy (gazu) wypartego przez to ciało i nie zależy ani od kształtu ciała zanurzonego w cieczy (gazie) ani od rodzaju substancji, z której jest ono wykonane.

11. Na każde ciało wrzucone do cieczy działają dwie siły zwrócona w dół siła ciężkości i zwrócona do góry siła wyporu. Możliwe są następujące trzy przypadki:

• wartość siły ciężkości jest większa od wartości siły wyporu - ciało tonie,

• siła ciężkości i siła wyporu równoważą się - ciało pozostaje w stanie równowagi i może całkowicie zanurzone pływać na dowolnej głębokości.

• wartość siły ciężkości jest mniejsza od wartości siły wyporu - ciało wynurza się z cieczy dotąd aż zmniejszona siła wyporu zrównoważy jego ciężar.

Elektryczność statyczna

1. Jednym ze sposobów elektryzowania ciał jest ich wzajemne pocieranie.

2. Istnieją dwa rodzaje ładunków. Przyjęto, że szkło przy pocieraniu elektryzuje się dodatnio, natomiast płyta PCV ujemnie.

3. Elektryzowanie przez pocieranie polega na przejściu elektronów z jednego ciała do drugiego. Ciało to, które traci elektrony elektryzuje się dodatnio a które zyskuje elektrony ujemnie. Całkowity ładunek tych ciał nie zmienia się.

4. Jednostką ładunku w układzie SI jest 1 kulomb (1 C). Ładunek taki odpowiada ładunkowi około 6,25 10¹⁸ elektronów.

5. Dwa jednoimiennie naelektryzowane ciała odpychają się a naelektryzowane różnoimiennie przyciągają się. Takie oddziaływania naelektryzowanych ciał nazywamy oddziaływaniami elektrycznymi. Występujące przy tym siły nazywamy siłami elektrycznymi.

6. Prawo Coulomba: wartość siły wzajemnego oddziaływania naelektryzowanych kulek (ładunków punktowych) umieszczonych w pewnej odległości od siebie jest wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków zgromadzonych na kulkach i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami.

7. Ciała, które łatwo przenoszą ładunek elektryczny nazywamy przewodnikami. Do przewodników zaliczamy: metale, które w swoim wnętrzu posiadają elektrony swobodne. Są to elektrony, które opuściły powłokę walencyjną i poruszają się swobodnie wewnątrz ciała ruchem chaotycznym. Przewodnikami oprócz metali są również m.in.: grafit, elektrolity, zjonizowane gazy i ciała organizmów żywych.

8. Ciała pozbawione elektronów swobodnych lub innych nośników ładunków (jonów dodatnich lub ujemnych) które mogą się swobodnie poruszać w ich wnętrzu nazywamy izolatorami. Izolatory nie przewodzą ładunków elektrycznych. Do izolatorów zaliczamy m.in.: PCV, porcelanę, szkło, papier, gips.

9. Elektryzowanie ciała przewodzącego indukcję polega na przemieszczeniu się w jego wnętrzu elektronów swobodnych pod wpływem ładunku zbliżanego ciała naelektryzowanego.

10. Zbliżanie ciała naelektryzowanego do izolatora powoduje jego polaryzację elektryczna.

11. Elektryzowanie ciała może nastąpić również przez dotknięcie tego ciała innym ciałem naelektryzowanym. W układzie „ciało naelektryzowane - ciało elektryzowane ” następuje trwałe przemieszczenie się elektronów z jednego ciała do drugiego. W efekcie oba ciała są naelektryzowane ładunkiem tego samego znaku.

12. Zasada zachowania ładunku: w układzie ciał izolowanych elektrycznie od otoczenia całkowity ładunek nie ulega zmianie. Ładunek może jedynie przemieszczać się z jednego ciała do innego ciała.

13. Obszar wokół ciała naelektryzowanego ma specjalne własności: na każde inne ciało naelektryzowane (na ładunki) działa w tym obszarze siła elektryczna. Mówimy, że ciało naelektryzowane wytwarza wokół siebie pole elektrostatyczne i jest jego źródłem.

14. Wartość siły elektrostatycznej jest tym większa im:

• silniejsze jest pole, w którym umieszczono dany ładunek,

• większy jest ładunek, który umieszczono w danym polu.

15. Napięciem U_AB między dwoma punktami A, B pola elektrostatycznego nazywamy iloraz pracy (W) wykonanej przez siły elektryczne podczas przenoszenia ładunku (q) z punktu A do punktu B tego pola i wartości tego ładunku: U_AB = W / q.

16. Napięcie między dwoma punktami pola elektrostatycznego informuje nas o tym, jaką pracę wykonują siły elektryczne przy przenoszeniu ładunku jednostkowego (1C) między tymi punktami.

17. Jednostką napięcia jest 1 wolt (1V=1J/1C).

18. Napięcie między dwoma punktami pola elektrostatycznego, które leżą na tej samej linii pola zależy od odległości między tymi punktami i od tego jak silne jest pole.

Prąd elektryczny

1. Prądem elektrycznym w przewodniku metalowym nazywamy uporządkowany ruch elektronów swobodnych zachodzący pod wpływem sił pola elektrycznego. Prąd elektryczny może również przez niektóre ciecze (elektrolity) i zjonizowane gazy.

2. Skutkami przepływu prądu są m.in.:

• wzrost temperatury przewodnika,

• emisja światła,

• wykonanie pracy mechanicznej,

• reakcja chemiczna,

• oddziaływania magnetyczne.

3. Istnienie napięcia między końcami przewodnika jest warunkiem koniecznym, aby w tym przewodniku płynął prąd elektryczny.

4. Przyrząd służący do pomiaru napięcia nazywamy woltomierzem.

5. Obwód elektryczny stanowi zespół elementów wykonanych z przewodników i tworzących dla przepływu prądu zamkniętą drogę.

6. W skład każdego odwodu elektrycznego wchodzą: źródło prądu, odbiornik i przewody łączące źródło z odbiornikiem.

7. Graficznym obrazem obwodu elektrycznego jest schemat elektryczny, na którym poszczególne elementy obwodu przedstawia się za pomocą umownych symboli.

8. Na schematach elektrycznych oznaczamy tzw. umowny kierunek prądu, który jest przeciwny do zwrotu prędkości elektronów swobodnych.

9. Wielkością charakteryzującą prąd elektryczny jest natężenie prądu (I). Natężenie prądu informuje nas, jaki ładunek elektryczny (q) przepływa w jednostce czasu (t) przez dowolny poprzeczny przekrój przewodnika: I =
   .

10. Jednostką natężenia prądu jest amper (1A = 1C / 1s).

11. Amperomierz służy do pomiaru natężenia prądu.

12. Prawo Ohma: natężenie prądu w przewodniku jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego między jego końcami.

13. Stały dla danego przewodnika iloraz napięcia (U) między jego końcami i natężenia prądu (I) w nim płynącego nazywamy oporem elektrycznym i wyznaczamy go ze wzoru: R = U / I.

14. Jednostką oporu elektrycznego jest 1 om (1omega = 1V /1A).

15. Odbiorniki mogą być połączone ze sobą szeregowo lub równolegle.

16. Odbiornikiem zastępczym nazywamy taki odbiornik, którego włączenie do źródła prądu w miejsce kilku odbiorników, jakie on zastępuje nie zmienia natężenia prądu płynącego w obwodzie.

17. W połączeniu szeregowym odbiorników zachodzą następujące związki:

• natężenie prądu w każdym odbiorniku ma taką samą wartość: I₁ = I₂ = I₃ = … = I_n = I,

• suma napięć na odbiornikach jest równa napięciu między początkiem pierwszego odbiornika i końcem ostatniego: U₁ + U₂ + U₃ + … + U_n = U,

• opór odbiornika zastępczego jest równy sumie oporów poszczególnych odbiorników:

R₁ + R₂ + R₃ + … + R_n = R_Z.

18. W połączeniu równoległym odbiorników zachodzą następujące związki:

• napięcie na poszczególnych odbiornikach mają takie same wartości i są równe napięciu doprowadzonemu do odbiorników: U₁ = U₂ = U₃ = … = U_n = U,

• suma natężeń prądów w poszczególnych odbiornikach jest równa natężeniu prądu dopływającego do rozgałęzienia (pierwsze prawo Kirchhoffa): I₁ + I₂ + I₃ + … + I_n = I,

• odwrotność oporu odbiornika zastępczego jest równy sumie odwrotności oporów poszczególnych odbiorników:
  +
  +
  + … +
  =
  .

19. Praca prądu elektrycznego w danym odbiorniku równa jest iloczynowi napięcia (U) miedzy jego zaciskami, natężenia prądu (I) płynącego w nim i czasu pracy (t): W = U I t.

20. Jednostką pracy prądu jest dżul (1 J) zwany też watosekundą (1 Ws) i kilowatogodzina

( 1 kWh).

21. Iloraz pracy prądu (W) i czasu (t), w którym została wykonana nazywamy mocą: P =
    

22. Moc odbiornika równa jest iloczynowi napięcia (U) między jego zaciskami i natężenia prądu (I) płynącego przez ten odbiornik: P = U I.

23. Jednostką mocy prądu jest wat (1 W), 1 W = 1 V 1 A.

Zjawiska magnetyczne.

1. Każdy magnes posiada dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). biegunów tych nie można od siebie oddzielić. Po podziale jednego magnesu na dwa każda część ma nadal dwa bieguny.

2. Bieguny jednoimienne magnesów odpychają się a bieguny różnoimienne przyciągają się.

3. Drobne przedmioty metalowe umieszczone w polu magnetycznym magnesują się, czyli stają się magnesami.

4. Własność przestrzeni polegającą na tym, że na umieszczoną w niej igiełkę magnetyczną działają siły nazywamy polem magnetycznym. Pole takie wytwarza ruda magnetytu, magnes stały, kula ziemska.

5. Pole magnetyczne przedstawiamy na rysunku w postaci tzw. linii pola magnetycznego. Przyjęto umowę, że zwrot tych linii wskazuje biegun północny igiełki magnetycznej umieszczonej w tym polu. Na zewnątrz magnesu linie pola mają zawsze zwrot od bieguna północnego do bieguna południowego.

6. Przewodnik prostoliniowy, przez który płynie prąd elektryczny wytwarza wokół siebie pole magnetyczne, którego linie tworzą okręgi leżące na płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika o środkach leżących na przewodniku. Zwrot linii tego pola wyznaczamy za pomocą reguły prawej dłoni: jeżeli prawą dłonią obejmujemy przewodnik z prądem w taki sposób, że kciuk zwrócony będzie zgodnie kierunkiem płynącego prądu to pozostałe cztery palce wskażą nam zwrot linii pola magnetycznego.

7. Zwojnica wytwarza pole magnetyczne, którego linie na zewnątrz zwojnicy mają podobny przebieg jak w przypadku magnesu sztabkowego. Wewnątrz zwojnicy linie pola są do siebie równoległe.

8. Aby rozpoznać położenie biegunów magnetycznych pętli i zwojnicy możemy posłużyć się reguła prawej dłoni, której treść w tym przypadku ma następującą postać: jeżeli prawą dłonią obejmujemy zwojnice tak, aby cztery palce skierowane były zgodnie z płynącym w zwojach prądem to odchylony kciuk wskaże zwrot linii pola magnetycznego wewnątrz zwojnicy.

9. Elektromagnesem nazywamy zwojnicę, wewnątrz której umieszczono rdzeń miękkiej stali. Jest on o wiele silniejszym magnesem niż sama zwojnica bez rdzenia.

10. Na umieszczony w polu magnetycznym przewodnik, przez który płynie prąd elektryczny działa siła elektrodynamiczna. Siła ta ma największą wartość, gdy przewodnik ustawiony jest prostopadle do linii pola magnetycznego. Gdy przewodnik ustawiony jest równoległe do linii pola magnetycznego to siła elektrodynamiczna jest równa zeru.

11. Wartość siły elektrodynamicznej jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu i do długości odcinka przewodnika umieszczonego w polu. Jest ona także zależna od tego czy pole magnetyczne jest silne czy słabe.

12. Kierunek siły elektrodynamicznej jest zawsze prostopadły do przewodnika, przez który płynie prąd i do linii pola magnetycznego.

13. W przypadku, gdy przewodnik ustawiony jest prostopadle do linii pola kierunek i zwrot siły elektrodynamicznej wyznaczamy stosując regułę lewej dłoni: jeżeli lewą dłoń ustawimy w polu magnetycznym tak, aby linie tego pola były zwrócone prostopadle ku wewnętrznej powierzchni dłoni a cztery wyprostowane palce wskazywały kierunek prądu to odchylony o 90^o kciuk wskaże kierunek i zwrot siły działającej na przewodnik.

14. Zjawisko oddziaływania pola magnetycznego magnesu na przewodnik z prądem znalazło zastosowanie w silnikach elektrycznych i miernikach.

15. Zjawisko powstawania prądu indukcyjnego, czyli zjawisko indukcji elektromagnetycznej ma miejsce w zamkniętym obwodzie. Zwojnicy, w której pole magnetyczne ulega zmianie. Jeżeli pole magnetyczne wewnątrz zwojnicy nie ulega zmianie to wówczas prąd indukcyjny w niej nie powstaje.

16. Pole magnetyczne wewnątrz obwodu np. zwojnicy można zmieniać przesuwając względem niej magnes. Wówczas powstający w zwojnicy prąd indukcyjny podczas zbliżania i oddalania od niej magnesu ma zawsze taki kierunek, że pole magnetyczne wytworzone przez ten prąd przeszkadza ruchowi magnesu tzn.:

• odpycha magnes zbliżany do zwojnicy,

• przyciąga magnes oddalany od zwojnicy.

17. Prawa Maxwella:

• każdej zmianie pola elektrycznego towarzyszy powstanie wirowego pola magnetycznego,

• każdej zmianie pola magnetycznego towarzyszy powstanie wirowego pola elektrycznego.

18. Te zmienne i wzajemnie przenikające się pola: magnetyczne i elektryczne są ze sobą ściśle związane i tworzą w przestrzeni jedno pole nazywane polem elektromagnetycznym.

19. Rozchodzące się w przestrzeni zmiany pól elektrycznych i magnetycznych nazywamy falą elektromagnetyczną.

20. Szybkość fali elektromagnetycznej w próżni jest największa i wynosi 300000 km / s.

Optyka

1. W ośrodkach jednorodnych np. próżni światło porusza się po liniach prostych.

2. Jeżeli światło na swej drodze napotyka ciało nieprzezroczyste, czyli takie, które nie przepuszcza światła na ekranie lub innym przedmiocie powstaje cień tego ciała.

3. Gładki wypolerowany przedmiot nazywamy lustrem lub zwierciadłem. Zwierciadłem płaskim nazywamy takie zwierciadło, którego powierzchnia jest częścią płaszczyzny.

4. Światło padające na powierzchnie zwierciadła ulega odbiciu.

5. Jeżeli w punkcie, w którym promień świetlny pada na powierzchnię zwierciadła wystawimy prostą n prostopadłą do tej powierzchni to:

• kątem padania nazywamy kąt między promieniem padania a prosta n,

• katem odbicia nazywamy kat między promieniem odbitym a prosta n.

6. Prawo odbicia: światło odbija się od wypolerowanej powierzchni ciała zawsze w takim kierunku, że kąt odbicia (
   ) równy jest katowi padania (
   ). Promień padający, promień odbity i prostopadła do powierzchni zwierciadła wystawiona w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie.

7. Przedmioty, które nie są źródłami światła widzimy, dlatego że padające na nie światło zostaje rozproszone i część promieni świetlnych dociera do naszych oczu.

8. Za pomocą zwierciadła płaskiego otrzymujemy obraz pozorny i symetryczny względem powierzchni zwierciadła.

9. Zwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Rozróżniamy zwierciadła kuliste wklęsłe i wypukłe.

10. Punkt, przez który przechodzą po odbiciu od powierzchni zwierciadła kulistego wklęsłego promienie świetlne padające równolegle do osi głównej zwany jest ogniskiem tego zwierciadła.

11. Odległość ogniska od środka czaszy zwierciadła nazywamy ogniskową.

12. Ogniskowa zwierciadła wklęsłego równa jest w przybliżeniu połowie jego promienia krzywizny: f = r / 2.

13. Zwierciadło kuliste wypukłe posiada ognisko pozorne. Wiązka promieni równoległych do osi głównej po odbiciu od powierzchni zwierciadła staje się wiązką promieni rozbieżnych.

14. Zjawisko załamania polega na zmianie kierunku rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego.

15. Zmiana kierunku promienia na granicy dwóch ośrodków spowodowana jest tym, że światło w różnych ośrodkach rozchodzi się z różnymi szybkościami.

16. Jeżeli w punkcie, w którym promień świetlny pada na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki wystawiamy prostą n prostopadłą do tej powierzchni to:

• kątem padania (
  ) nazywamy kąt zawarty między promieniem padającym a prosta,

• kątem załamania (
  )nazywamy kąt między promieniem załamania a prostą n.

17. Przy przejściu promienia światła z jednego ośrodka do drugiego rozróżniamy następujące przypadki:

• jeżeli promień przechodzi z ośrodka, w którym szybkość światła jest większa do ośrodka, w którym jest ona mniejsza to wówczas kąt załamania jest mniejszy od kąta padania,

• jeżeli kąt padania jest równy zeru to promień światła przechodzi z jednego ośrodka do drugiego bez zmiany kierunku,

• jeżeli promień przechodzi z ośrodka, w którym szybkość światła jest mniejsza do ośrodka, w którym jest ona mniejsza to wówczas kąt załamania jest większy od kąta padania. Gdy zwiększa się kąt padania to zwiększa się kąt załamania światła.

18. Przy przejściu światła białego przez pryzmat występuje nie tylko odchylenie światła od jego pierwotnego kierunku rozchodzenia się, ale również jego rozszczepienie na kilka barw.

19. Światło białe jest mieszaniną barw: czerwonej, pomarańczowej, żółtej, zielonej, niebieskiej i fioletowej. Szereg barw przechodzących w sposób ciągły jedna w drugą od czerwieni do fioletu nazywamy widmem światła białego.

20. Rozszczepienie światła białego jest spowodowane tym, że światło o różnych barwach rozchodzi się w ciałach przezroczystych z różnymi szybkościami a więc również załamuje się pod różnymi kątami. Najszybciej rozchodzi się światło czerwone a najwolniej fioletowe. Tylko w próżni prędkość rozchodzenia się światła o różnych barwach ma taką samą wartość.

21. Rozróżniamy soczewki wypukłe (grubsze w środku) i wklęsłe (cieńsze w środku). W powietrzu soczewki wypukłe skupiają a wklęsłe rozpraszają światło.

22. Wiązka promieni równoległych do głównej osi optycznej po przejściu przez soczewkę:

• skupiającą - zostaje skupiona w jednym punkcie zwanym ogniskiem soczewki,

• rozpraszającą - staje się wiązką promieni rozbieżnych.

23. Soczewkę charakteryzują:

• główna os optyczna - prosta poprowadzona przez środki krzywizn soczewki,

• dwa ogniska rzeczywiste (w soczewkach skupiających) - położone po przeciwnych stronach soczewki punkty, w których przecinają się po przejściu przez soczewkę promienie padające na nią równolegle do głównej osi optycznej,

• dwa ogniska pozorne (w soczewkach rozpraszających) - położone po przeciwnych stronach soczewki punkty, w których przecinają się po przejściu przez soczewkę przedłużenia promieni padających na nią równolegle do głównej osi optycznej,

• ogniskowa (f) - odległość każdego ogniska od środka soczewki,

• zdolność skupiająca soczewki (Z) - równa odwrotności ogniskowej: Z = 1 / f, wyraża się w dioptriach (D).

24. Za pomocą soczewki możemy otrzymać obraz świecącego lub oświetlonego przedmiotu. W niektórych przypadkach będzie to obraz rzeczywisty, który obserwujemy na umieszczonym w odpowiednim miejscu ekranie a w niektórych pozorny.

25. Dla soczewki skupiającej w zależności od odległości x przedmiotu od soczewki o ogniskowej f rozróżniamy przypadki:

• x > 2f - otrzymujemy obraz rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony,

• x = 2f - otrzymujemy obraz rzeczywisty, odwrócony i tej samej wielkości, co przedmiot,

• f < x < 2f - otrzymujemy obraz rzeczywisty, odwrócony i powiększony,

• x < f - otrzymujemy obraz pozorny, prosty i powiększony.

26. W przypadku soczewki rozpraszającej niezależnie od odległości przedmiotu od soczewki zawsze otrzymujemy obraz pozorny, prosty i pomniejszony.

27. Światło jak każde fale ulega zjawisku dyfrakcji (ugięcia) i interferencji (nakładania się).

28. Światło nie rozchodzi się prostoliniowo wówczas, gdy przechodzi przez bardzo wąskie szczeliny. To odstępstwo od prostoliniowego biegu promieni nazywamy ugięciem lub dyfrakcją światła.

29. W wyniku nałożenia się (interferencji) dwóch fal świetlnych na ekranie obserwujemy na przemian jasne i ciemne prążki. Jasne prążki (maksymalne wzmocnienie) powstają w wyniku nałożenia się na siebie fal „grzbietami” lub „dolinami”, a ciemne (maksymalne osłabienie), gdy nakładają się „grzbiety” jednej fali z „dolinami” drugiej fali.

30. Długości fal świetlnych mieszczą się w granicach od 380nm do 780nm.

31. Teoria korpuskularno - falowa przyjmuje dwoistą naturę światła. Pewne zjawiska świetlne teoria ta tłumaczy zakładając, że światło to strumień fotonów a inne zjawiska tłumaczy przyjmując, że światło to fala.

32. Zjawiskiem fotoelektrycznym (zewnętrznym) nazywamy zjawisko wybijania elektronów z powierzchni metalu pod wpływem padającego na niego promieniowania elektromagnetycznego. Zjawisko fotoelektryczne potwierdza słuszność korpuskularnej teorii promieniowania elektromagnetycznego.

33. Aby wystąpiło zjawisko fotoelektryczne na powierzchnię metalu musi padać promieniowanie elektromagnetyczne o dostatecznie dużej częstotliwości, czyli o dostatecznie krótkiej fali. Graniczna częstotliwość, poniżej której zjawisko nie zachodzi zależy od rodzaju metalu.

34. Padające na powierzchnię metalu promieniowanie można traktować jako strumień cząstek, które nazywamy fotonami. Energia każdego fotonu jest wprost proporcjonalna do częstotliwości v promieniowania i wraża się wzorem: E, = h v, gdzie h to stała Plancka.

35. Energia fotonu zostaje zużyta częściowo na wyrwanie elektronu z metalu a częściowo na nadanie elektronowi energii kinetycznej.

9

---