1.UKŁADY INERCJALNE: układy, które względem siebie poruszają się ruchem jednostajnym po linii prostej, np.: układ odniesienia związany z ziemią i układ związany z pociągiem poruszającym się po prostej ze stałą prędkością.

ZASADA GALILEUSZA: wszystkie układy inercjalne są sobie równoważne. Każdy proces fiz. przebiega identycznie w dowolnym układzie inercjalnym.

UKŁADY NIEINERCJALNE: układy odniesienia, które poruszają się względem siebie z przyśpieszeniem. W układach tych nie są spełnione zasady dynamiki. Możemy je stosować tylko wtedy, gdy uwzględnimy siłę unoszenia. Może to być:

- siła bezwładności Fb = a*m

- siła odśrodkowa Fodśr = mv²/r

- siła Coriolisa Fc = 2mvωsinα

Przykłady: układ związany z ziemią i układ odniesienia związany z hamującym pociągiem lub z zakręcającym autobusem lub z ruszającą windą.

Kula ziemska obraca się wokół własnej osi i dlatego jest układem nieinercjalnym. Na ciało znajdujące się na pow. Ziemi działa siła odśrodkowa, a jeśli to ciało porusza się to działa dodatkowo siła Coriolisa. Siła ta powoduje, że na płn. półkuli cyklony kręcą się w lewo, a na płd. w prawo. Na płn. półkuli rzeki podmywają bardziej prawy brzeg, na płd. lewy. Na płn. półkuli pociski odchylają się w prawo.

2. TEORIA WZGLĘDNOŚCI: opiera się na 2 założeniach: stałości prędkości światła w próżni i zasadzie Galileusza.

Michelson i Morlen przeprowadzili doświadczenie, które miało wykazać czy ziemia poruszając się wokół słońca, przecina eter czy porywa go ze sobą. Efektem było odkrycie, że prędkość światła w próżni jest stała niezależnie od ruchu obserwatora i uchu źródła światła.

Ze stałości prędkości światła w próżni wynikają nast. konsekwencje:

1) kontrakcja - skrócenie długości

l = l₀ √1-(v²/c²)

l0 - dł. ciała w układzie spoczynkowym

l - dł. ciała w układzie inecjalnym wzgl. którego ciało porusza się z prędkością v

v - prędkość ciała

c - prędkość światła w próżni

Skróceniu ulega tylko wymiar równoległy do kier. ruchu ciała, kierunek prostopadły nie ulega skróceniu.

2) dylatacja - czas ulega wydłużeniu

τ = τ₀ / √1-(v²/c²)

τ₀ - odstęp czasowy między 2 zdarzeniami w układzie spoczynkowym

τ - odstęp czasowy między 2 zdarzeniami w układzie odniesienia wzgl. którego ciało porusza się z prędkością v

τ = t₂ - t₁

3) masa w układzie poruszającym się ulega zwiększeniu

m = m₀ / √1-(v²/c²)

Masa elektronów przyspieszanych w cyklotronie wzrasta kilkaset razy.

F_odśr = mv²/r

4) związek między masą a energią

E = mc²

Ek = mc2 - m₀c² = … ≈ mv²/2 dla v << c

II zasada dynamiki w przypadku:

a) klasycznym

a = F/m => F = am

Ek = mv²/2 dla v << c

b) relatywistycznym

dp/dt = F , gdzie p = mv (p - pęd)

pochodne: F = p' = (mv)' = mv + mv' ≈ 0 + mv'= ma przyp. klasyczny

Ek = mc2 - m₀c²

POLE GRAWITACYJNE

Prawo powszechnej grawitacji (Newton 1686) - 2 ciała przyciągają się siła, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Prawo to odnosi się do mas punktowych i ciał kulistych.

Fg = G*m1*m2 / r² G = 6,67*10^-11 Nm²/kg²

Pole grawitacyjne - przestrzeń, w której na ciało działa siła grawitacji.

γ = Fg/m [N/kg = m/s²]

γ - natężenie pola - stosunek siły grawitacji działającej na ciało do masy ciała

Fg = GMm/r²

γ = F/m = GM/r²

Prędkości kosmiczne:

I pr. kosm. - prędkość, którą trzeba nadać ciału aby okrążyło ziemię po orbicie kołowej.

Fodśr = mv_I² / R Fg = GMm/R²

Fg = Fodśr

mv_I² / R = GMm/R² v_I²= GM / R v_I = √GM/R ≈ 7,9 km/s

II pr. kosm. - prędkość, którą trzeba nadać ciału na pow. Ziemi, aby opuściło strefę przyciągania ziemskiego. Ciało to stanie się satelitą słońca i ta prędkość będzie równa v_II = √2, v_I= 11,2 km/s

III pr. kosm. - prędkość, którą trzeba nadać ciału na pow. Ziemi, aby opuściło układ słoneczny.

v_III = 42,1 km/s

v_III min = 16,6 km/s

v_III max = 72,8 km/s

4. PRAWA KEPLERA:

1) I prawo Keplera: każda planeta krąży po elipsie, w jednym z ognisk elipsy znajduje się słońce.

a - średnia odległość od słońca

Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun

I uogólnione prawo Keplera: wszystkie ciała niebieskie układy słonecznego poruszają się po krzywych stożkowych (okrąg, elipsa, parabola, hiperbola). W jednym z ognisk znajduje się słońce.

2) II prawo Keplera: w jednakowych odstępach czasu promień wodzący planety zakreśla takie same pola. Im dalej od słońca znajduje się planeta, tym porusza się wolniej.

II uogólnione prawo Keplera: moment pędu planety jest stały. Wynika to z zasady zachowania pędu.

Pęd - iloczyn masy i prędkości: p = m*v; Moment pędu L = p*r = mv*r; dla ciała obracającego się: L = I * ω (I nie jest wektorem)

Zasada zachowania momentu pędu - jeżeli na ciało nie działa moment siły to jego moment pędu nie zmienia się.

Moment siły: M = F * r

Gdy M = 0 to L = const. (L1=L2) mv1r1 = mv2r2 v1r1 = v2r2

3) III prawo Keplera: drugie potęgi okresów obiegu planet wokół słońca (T1, T2) są wprost proporcjonalne do trzecich potęg wielkich półosi (a1, a2) ich orbit. (T1/T2)² = (a1/a2)³

Im dalej od słońca krąży planeta, tym okres obiegu jest dłuższy.

III uogólnione prawo Keplera: wszystkie ciała układu słonecznego poruszają się po elipsach wokół wspólnego środka masy. a³ = T²G * [(M+m)/4 π²]

5. RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ

Bryła sztywna - ciało, które nie ulega odkształceniom pod działaniem sił. Odległość między dowolnymi punktami tego ciała nie zmienia się.

Rozpatrując ruch obrotowy bryły sztywnej dzielimy ją (w myślach) na bardzo małe elementy, które traktujemy jako punkty materialne.

ω = α / t [rad/s]

ω - prędkość kątowa; dla wszystkich jednakowa

różna jest prędkość liniowa v1= ωr1, v2= ωv2, itd…

Elementy tej bryły poruszają się po okręgach. Zatem ruch obrotowy bryły sztywnej można sprowadzić do ruchu po okręgu wszystkich jej punktów.

Energia kinetyczna ruchu obrotowego bryły sztywnej jest równa sumie energii kinetycznych wszystkich jej punktów.

E_k obr = Ek1 + Ek2 + … = (∆m₁v₁²)/2 + (∆m₂v₂²)/2 + … = (∆m₁ω²r₁²)/2 + (∆m₂ω²r₂²)/2 + … = (ω²/2)*(∆m₁r₁² + ∆m₂r₂²+ …) = (ω²/2) * I

I - moment bezwładności bryły sztywnej E_k obr = I ω²/2

E_k całk = E_k postęp + E_k obr. = mv²/2 + Iω²/2

Wartości momentów bezwładności:

1) punkt materialny: I = m r²

2) pierścień: I = m r²

3) pełny walec: I = m r²/2

4) kula: I = 2/5 * m r²

5) pręt:

A) I = 1/12 * m r²

B) I = 1/3 * m L²

Moment pędu bryły sztywnej - iloczyn jej momentu bezwładności i prędkości kątowej:

L = I * ω

L - wektor równoległy do osi obrotu, którego zwrot określa reguła śruby prawoskrętnej

Moment siły - wektorowa wielkość fizyczna będąca iloczynem wektorowym wektora położenia r i działającej siły F. Moment siły jest prostopadły do płaszczyzny, na której leżą wektory F i v ( nad literkami), jego zwrot wyznaczamy przy pomocy reg. śruby prawoskrętnej.

M = r x F ( nad wsyztskimi literkami)

M = r * F * sinα

A - pkt. przyłożenia siły

F- działająca siła

M - moment siły

r - wektor położenia

Zasada zachowania momentu pędu dla bryły szt.: jeżeli na bryłę sztywną nie działa żaden moment siły to jej moment pędu nie ulega zmianie: M = 0 to L = const. (L1=L2) mv1r1 = mv2r2 v1r1 = v2r2. Tę zasadę wykorzystuje się przy wykonywani prętów, podczas skoku z trampoliny do wody, przy żyroskopach.

6. RUCH HARMONICZNY

Ruch okresowy / periodyczny - ruch, który powtarza się w regularnych odstępach czasu. Jeżeli ruch ten opisywany jest sinusoidalną funkcją czasu to jest to ruch harmoniczny.

Jeżeli punkt materialny porusza się ruchem okresowym tam i z powrotem po tej samej drodze, to ruch taki nazywamy ruchem drgającym (wibracyjnym lub oscylacyjnym), np. ruch wahadła zegara, drgania strun skrzypiec.

Okresem T ruchu harmonicznego jest czas trwania jednego pełnego drgnięcia albo cyklu: T = 2π / ω

Częstotliwość f to liczba drgań (albo cyklów) na jednostkę czasu: f = 1 / T [Hz]

Położeniem równowagi w ruchu drgającym nazywamy położenie, w którym na punkt materialny nie działa żadna siła wypadkowa. Przemieszczenie lub wychylenie jest to odległość drgającego punktu materialnego od położenia równowagi w dowolnej chwili.

Oscylator harmoniczny prosty. Ruch harmoniczny prosty

Zachodzi pod wpływem działania siły sprężystości.

x - wychylenie

k - stała sprężystości

II zas. dynamiki Newtona: F = m*a

m - masa

a - przyspieszenie

- kx = ma
x(t) = A sin (ωt + φ)

x(t) - wychylenie

A - amplituda: A = x_max (t)

ω - częstotliwość

φ - faza początkowa

(ωt + φ) - faza

Zdefiniujemy jeszcze:

a) prędkość (pierwsza pochodna z wychylenia po czasie): v = dx / dt = ω A cos (ωt + φ); v_max = ω A

b) przyspieszenie (druga pochodna) drgającego punktu materialnego: a = dv / dt = -ω² A sin (ωt + φ); a_max = -ω² A

Energia

Całkowita energia to suma energii potencjalnej i kinetycznej.

Ep = ½* kx² = ½ kA²sin² (ωt + φ)

Ek = ½* mv² = ½ mA²ω²cos² (ωt + φ)

Ec = Ep + Ek = ½* kA² = ½ mA²ω² , bo ω = √(k/m)

7.Wahadło matematyczne

Punkt materialny zawieszony na nierozciągliwej i nieważkiej nici. Jest to idealizacja wahadła fizycznego.Ważną cechą wahadła fizycznego i matematycznego jest niezależność okresu drgań od maksymalnego wychylenia dla niewielkich wychyleń wahadła.

Wahadło fizyczne

Bryła sztywna, która może wykonywać obroty dookoła poziomej osi przechodzącej ponad środkiem ciężkości tej bryły.

Wzór na okres drgań wahadła fizycznego dla małych wychyleń:

Przez analogię do wahadła matematycznego wzór ten zapisuje się jako:

,

wprowadzając wielkość długość zredukowana wahadła l₀

d - odległość od punktu zawieszenia do środka ciężkości,

g - przyspieszenie ziemskie,

I - moment bezwładności ciała względem osi obrotu,

m - masa ciała.

8. RUCH FALOWY

Fala - zaburzenie w postaci ruchu drgającego cząstek ośrodka rozchodzące się ze skończona prędkością, np. fale na wodzie lub fale akustyczne.

Równanie fali: ψ (x,t) = A sin (ωt +/- kx)

+/- „+” jeśli fala rozchodzi się w lewo, „-” jeśli fala rozchodzi się w prawo;

ψ (x,t) - wychylenie z położenia równowagi

A - amplituda

ω - częstotliwość kołowa ω = 2π / T

t - czas

k - liczba falowa k = 2π / λ

λ - długość fali

x - odległość punktu od źródła

v = λ / T λ = v*T

k = 2π / λ = 2π / v*T = ω*1/v = ω/v

ψ (x,t) = A sin 2π (t/T +/- x/ λ)

Fale dzielimy na:

a) podłużne - takie, w których drgania cząstek zachodzą w płaszczyznach prostopadłych do kier. rozchodzenia się fali

b) poprzeczne - takie, w których drgania cząstek zachodzą w kier., w którym fala się rozchodzi.

Interferencja fal - nakładanie się dwóch lub więcej fal różniących się o fazę, np.

ψ1 (x,t) = A sin (ωt - kx)

ψ2 (x,t) = A sin (ωt - kx + φ)

Interferencja konstruktywna - 2 fale nakładają się w zgodnych fazach.

WARUNEK: |L1 - L2| = n* λ

n - całkowita wielokrotność długości fali

Interferencja destruktywna

WARUNEK: |L1 - L2| = (2n+1)* λ/2

n - nieparzysta wielokrotność długości fali

Fale stojące - powstają gdy nakładają się 2 fale o jednakowej amplitudzie, ale rozchodzące się w przeciwnych kierunkach.

ψ1 (x,t) = A sin (ωt - kx)

ψ2 (x,t) = A sin (ωt + kx)

ψ(x,t) = ψ1 (x,t) + ψ2 (x,t) = 2A cos(kx) sin(ωt)

9. FALOWE WŁAŚCIWOŚCI ŚWIATŁA : Elementy optyki

Światło jest falą elektromagnetyczną o długości od ok. 0,33 µm do 0,76 µm. Z dł. Fali związana jest barwa światła.

UV (ultrafiolet)/ 0,38 µm fiolet-niebieski-zielony-żółty-pomarańczowy-czerwony 0,76 µm/ IR(podczerwień)

Światło jest częścią widma elektromagnetycznego do którego zaliczamy: fale radiowe (mikrofale)(długie, średnie, krótkie; -promieniowanie podczerwone; -światło widzialne; -promieniowanie ultrafioletowe; - promieniowanie rentgena ; - promieniowane Gamma; -promieniowanie kosmiczne.

Fala elektromagnetyczna polega na rozdzieleniu się zmiennych pól elektrycznych i magnetycznych nierozerwalne związanych ze sobą. Fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną. W próżni rozchodzi się z prędkością światła c=3*10⁸ m/s, w ośrodku materialnym rozchodzi się wolniej z prędkością V=c/n: n-współczynnik załamania światła

Falowa natura światła przejawia się w takich zjawiskach jak:

1) DYFRAKCJA - zaburzenie prostoliniowego rozchodzenia się promieni świetlnych. Dyfrakcji ulega światło tylko na takich przeszkodach (szczelinach, krawędziach), których rozmiary są porównywalne z długością fali świetlnej.

d >> λ - dyfrakcja nie występuje,

d ≈ λ - dyfrakcja zachodzi.

2) INTERFERENCJA (nakładanie się różnych fal o tej samej długości);

nakładanie się dwóch lub większej liczby wiązek światła, w wyniku czego dochodzi do wzmocnienia (interferencja konstruktywna) lub wygaszenia interferencyjnego (interferencja destruktywna) Interferencję badamy za pomocą siatki dyfrakcyjnej - jest ot płytka szklana z rysami, które nie przepuszczają światła. A część niezarysowana stanowi szczeliny dla światła.

3) POLARYZACJA - wyróżnianie kierunku drgań wektora natężenia pola elektrycznego; . Poega na porządkowaniu drgań w jednej płaszczyźnie zwanej płaszczyzną drgań. Polaryzacja służy do tworzenia obrazów 3wymiarowych, wykrywania fałszerstw, do badań naukowych, w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych. Niektóre substancje (jak ciekłe kryształy) skracają płaszczyznę polaryzacji).

4) ZAŁAMANIE ŚWIATŁA - zakrzywienie promieni świetlnych przy przechodzeniu z jednego ośrodka (materiału) do innego.

Prawo załamania światła (prawo Snelliusa) - stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie: sinα / sin β = v1 /v2

α - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki

β - kąt załamania powstający, gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku

v1 - prędkość światła w ośrodku 1

v2 - prędkość światła w ośrodku 2

Kąty padania i załamania są liczone od normalnej (prostopadłej do powierzchni w miejscu przechodzenia) do powierzchni, a nie od samej powierzchni.

5) ODBICIE ŚWIATŁA

I Prawo odbicia - promień padający, normalna (prostopadła do powierzchni lustra w miejscu zetknięcia się z promieniem padającym) i promień odbity leżą w tej samej płaszczyźnie

II Prawo odbicia - kąt padania (α) jest równy kątowi odbicia (β).

10. PODSTAWY KWANTOWEJ TOERII ŚWIATŁA, ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE

E = hf

E - energia fotonu

h - stała Plancka; h= 6,63 * 10^-34 J*s

p = hf / e

p - pęd fotonu

m = hf / c²

m - masa relatywistyczna fotonu

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne - wybijanie z powierzchni metalu elektronów pod wpływem oświetlenia.

hf = φ + mv²/2 en. nadana wybitemu elektronowi

λ₀ = c / f₀ długofalowa granica zjawiska fotoelektrycznego

hf₀ ≥ φ warunek, aby zjawisko zaszło

Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne - foton γ odziaływując z napotkanym jądrem atomu rozpada się na parę cząstek elektron-pozyton (proton i antyproton). Aby rozpad nastą pił energia fotonu musi wynosić hf ≥ 2m₀c²

m₀ - masa spoczynkowa elektronu

11.ELEKTROSTATYKA

Pole elektryczne - przestrzeń, w której na ładunek elektryczny działa siła

Pole elektrostatyczne - pole elektryczne niezmienne w czasie

Prawo Coulomba - siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

q - ładunek

r - odległość między ładunkami

F - siła Coulomba

k - stała proporcjonalności; k = 1/ 4π*ε ₀

ε ₀ - przenikalność dielektryczna próżni

F = k*q1*q2 / r²

Natężenie pola elektrostatycznego: E = F / q₀

E - natężenie (jest wielk. wektor.)

F - siła

q₀ - ładunek próbny (zawsze naładowany dodatnio)

E_A = F / q₀ = (k*q* q₀ / r²) / q₀ = kq/r²

Strumień pola elektrostatycznego:

Prawo Gaussa: strumień natężenia pola elektrycznego przechodzący przez powierzchnię zamkniętą jest wprost proporcjonalny do całkowitego ładunku zawartego we wnętrzu tej powierzchni przez przenikalność dielektryczną próżni.

Φ = E x S (E i S wektorowe)

Φ - strumień pola

E - natężenie pola

S - powierzchnia, przez którą przechodzi strumień

Potencjał pola elektrostatycznego: U = Ep/q₀ = kq/r [V] = [J/C]

Pole elektrostatyczne można opisać zarówno za pomocą wektora natężenia pola jak i wielkości skalarnej jaką jest potencjał p.e. V. Jest on równy stosunkowi energii potencjalnej ładunku próbnego q umieszczonego w danym punkcie pola do wartości tego ładunku
.(ładunek próbny naładowany dodatnio). Różnicę potencjałów w punktach A i B p.e. nazywamy napięciem U_AB. Pracę sił pola elektrycznego przy przesuwaniu ładunku z punktu A do B można zapisać:
.

12. PRĄD ELEKTRYCZNY I PRĄD STAŁY

Prąd - uporządkowany ruch nośników ładunku elektrycznego

Natężenie prądu - informuje nas, jaki ładunek elektryczny q przepływa w jedn. czasu t przez dowolny poprzeczny przekrój przewodnika: I = q/t [A = C/s]

PRAWO OHMA: Natężenie prądu w przewodniku jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego między jego końcami I ~U

Opór elektryczny - stały dla danego przwedonika iloraz napięcia między jego końcami i natężenia prądu w nim płynącego: R = U/I [Ω = V/A]

Opór zależy od:

A) długości drutu - l

B) pola powierzchni przekroju poprz. przewodnika - s

C) oporu właściwego - ρ (wielkość stała, chartak. dla danego materiału w danej temp.)

R = ρ*l / s R - opór (rezysencja)

Natężenie pola elektrycznego: E = F/q [N/C] (q bez )

F - siła

q - ładunek

Praca prądu elektrycznego: iloczyn napięcia między jego końcami, natężenia prądu w nim płynącego i czasu przepływu prądu: W = U * I * t [J] = U * q

Moc prądu: iloraz pracy prądu i czasu, w którym została ona wykonana: P = W/t [W]

Prawa Kirchoffa:

I ) suma natężeń prądów wpływających do oczka (pkt. łączenia przewodników) jest równa sumie natężeń prądów wypływających: I1 +I2 = I3 + I4 + I5

II) suma spadków napięć na odbiornikach połączonych szeregowo równa jest napięciu źródła:

A) Łączenie szeregowe

U = U1 + U2

R = U/I = (U1 + U2) / I = U1/I + U2/I = R1 + R2

B) Łączenia równoległe

U = U1 = U2

I = I1 + I2

I = U/R

U/Rz = U/R1 + U/R2 //:U

1/Rz = 1/R1 + 1/R2

Prąd stały - w odróżnieniu od prądu zmiennego i przemiennego- prąd stały charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu

Moc prądu stałego: P = U*I

P - moc, U - stałe napięcie elektryczne, I - stały prąd elektryczny

Jednym z najpopularniejszych źródeł prądu stałego jest bateria.

13. POLE MAGNETYCZNE

Pole magnetyczne - wytwarzane przez namagnesowane ciała stałe lub strumienie poruszających się ładunków. Jest ono scharakteryzowane przez wektor indukcji magnetycznej. Wektor ten jest styczny do linii pola magnetycznego.

Kierunek indukcji jest taki, jak kier. pola magnetycznego. Jednostką indukcji jest Tesla.

B - indukcja magn. [T]

Indukcja magnetyczna wokół przewodnika z prądem.

Indukcję wyznaczamy z reg. prawej dłoni.

B = μ₀ * I/ 2π r

I - natężenie

μ₀ - przenikalność magnetyczna próżni

r - odległość od przewodnika, w którym płynie prąd do punktu, w którym wyznaczamy ind. magn.

Siła Lorentza działa na cząstki naładowane poruszające się w polu magn.

F = q (VxB)

F - siła Lorentza

F_L = F_d

F_d - siła dośrodkowa

qvB = mv²/r v = qBr / m

Cząstka w polu magnetycznym porusza się po okręgu, gdyż siła Lorentza pełni funkcję siły dośrodkowej.

Siła elektrodynamiczna (siła Ampere'a) - działa na przewodnik z prądem znajdujący się w polu magnetycznym.

F = I (l x B)

F - siła Ampere'a

I - natężenie prądu

l - dł. przewodnika

B - indukcja magn.

Wyznaczamy z reg. lewej dłoni.

Wnioski: 2 przewodniki , w których prądy płyną w tym samym kier.

F 1,2 = I₁ * l * B = I₁ * l * (μ₀ * I₂)/ = μ₀ * I₂ * I₁/ 2πd

F 2,1 = μ₀ * I₂ * I₁/ 2πd

d - odległość między przewodnikami

14. BUDOWA JĄDRA ATOMU

Jądro składa się z protonów i neutronów. Wokół niego krążą elektrony.

m_p i m_n = 1,673*10-27kg = 1,0073u

Proton posiada spin. Liczba protonów w jądrze jest równa liczbie porządkowej pierwiastka.

Liczba neutronów jest równa różnicy liczby masowej i liczby porządkowej pierwiastka.

Jądro nazywamy nuklidem i oznaczamy ^A_ZX.

A - liczba masowa - liczba protonów i neutronów w jądrze

Z - liczba porządkowa (atomowa) - liczba protonów w jądrze

⁰_-1e

⁰₁e - pozyton

¹₀ u ; B=1

¹₀ u ; B= -1 - antyneutron

¹₁ p

¹_-1p - antyproton

Zjawisko anihilacji - odwrotność zjawiska tworzenia par. Po spotkaniu się cząstki z z antycząstką, obie cząstki znikają a na ich miejsce pojawiają się 2 fotony γ biegnące w przeciwne strony.

Izotopy - atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą masową (różna ilość neutronów, taka sama protonów)

Izobary - Z1 ≠ Z2; A1 = A2

Izotony - taka sama ilość neutronów

15. Pojemność elektryczna i kondensatory:

Każdy przewodnik ma ograniczoną pojemność elektryczną.

farad jest bardzo dużą jednostką dlatego używamy piko, nano, mikro. Pojemność zależy od -wielkości powierzchni przewodnika, -środowiska w którym się znajduje, -obecności w otoczeniu danego przewodnika innych przewodników. Przewodnik o dużej pojemności elektrycznej to kondensator.

Wyróżniamy 2 rodzaje kondensatorów:

-kulisty to naładowana metalowa kulka.

-płaski.

Jeżeli kondensator po naładowaniu odsuniemy od źródła ładunków to ładunek zgromadzony na kondensatorze musi pozostać stały. Jeżeli po naładowaniu kondensator pozostaje przy źródle ładunków to napięcie na nim pozostaje stałe.

Każdy naładowany kondensator posiada energię równą wartości pracy którą należało wykonać aby kondensator naładować. Energia ta występuje w postaci pola elektrycznego.

Łączenie kondensatorów 1.szeregowo Q=const., U=U₁+U₂ 1/C=1/C₁+1/C₂ w połączeniu szeregowym pojemność jest zawsze mniejsza niż pojemność najmniejszego z nich. 2.równolegle U=const., Q=Q₁+Q₂ C=C₁+C₂

16. Prawa promieniowania ciała doskonale czarnego:

Promieniowanie cieplne - każde ciało znajdujące się w temp. T powyżej zera bezwzględnego wysyła (emituje) energię w postaci fal elektromagnetycznych. Ilość energii wysyłana w jednostce czasu czyli moc z jednostki powierzchni to całkowita zdolność emisyjna
.

Ciało doskonale czarne - szczególnym przypadkiem promieniowania cieplnego jest p.c.d.c. C.d.c. jest to ciało które całkowicie pochłania padające na niego promieniowanie. Współczynnik absorpcji wynosi 1 dla innych ciał jest mniejszy od 1.

Prawo Stefana-Boltzmana - ilość energii wysyłana przez ciało jest proporcjonalna do czwartej potęgi jego temperatury.
_, gdzie σ-stała S-B =5,67x10^-8 W/m²K⁴ Prawo Wiena - długość fali dla której występuje maksimum promieniowania jest odwrotnie prop. do temperatury ciała
, gdzie b- stała Wiena =2,897x10^-3mK

17 .Elektryzowanie ciał

Elektryzowanie ciał to proces przekazywania im ładunku. Polega on na dodaniu, lub odebraniu elektronów z tego ciała. Wyróżniamy trzy sposoby elektryzowania: przez tarcie, dotyk i indukcję.


Elektryzowanie ciał przez tarcie:
Elektryzowanie przez tarcie polega na przepływie elektronów z jednego ciała
do drugiego podczas pocierania ich jedno o drugie. W ten sposób jedno ciało posiada ładunek dodatni, a drugie ujemny.

Pocieramy laskę szklaną o jedwab, a laskę ebonitową o wełnę. Laska szklana zostanie naładowana ładunkiem dodatnim, a laska ebonitowa ujemnym. Poznamy to po ich wzajemnym oddziaływaniu. Dwie naelektryzowane laski szklane lub ebonitowe odpychają się (ładunki jednoimienne odpychają się), laska szklana z ebonitowa przyciągają się (ładunki różnoimienne
przyciągają się).

Elektryzowanie ciał przez indukcję:
Indukcja elektrostatyczna jest to zjawisko przemieszczania się ładunku elektrycznego w obrębie ciała pod wpływem ciała naelektryzowanego.

Każde ciało naelektryzowane przyciąga ciało elektrycznie obojętne. Dzieje się tak, dlatego, że w każdym ciele elektrony mają większą lub mniejszą zdolność przemieszczania się. Zbliżając ciało naelektryzowane do ciała obojętnego siły elektryczne mogą powodować przesunięcie się elektronów w obrębie tego ciała.

Liczba ładunków dodatnich z jednej strony ciała obojętnego jest równa liczbie ładunków ujemnych po przeciwnej stronie ciała, więc jego ładunek
jest dalej równy zero.

Elektryzowanie ciał przez dotyk:
Naelektryzowaną ujemnie laskę ebonitową, na której jest nadmiar elektronów, zbliżamy do obojętnej metalowej kuli. Po zetknięciu się dwóch ciał elektrony z laski ebonitowej przepłyną na metalową kulę. Laska ebonitowa nadal będzie naładowana ujemnie, ale już ładunek ten będzie mniejszy. Natomiast obojętna dotychczas kula zostanie naelektryzowana ujemnie.

Zasada zachowania ładunków:
W układzie ciał izolowanych elektrycznie od otoczenia całkowity ładunek
(suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie. Ładunek może jedynie przemieszczać się z jednego ciała (lub jego części) do innego ciała (lub jego części).

---