POLE MAGNETYCZNE - to przestrzeń w której na ładunki działa siła magnetyczna.Tworzymy układ złożony z miernika i solenoidu. Do solenoidu będziemy wsuwali magnez.Gdy będziemy poruszali magnez , miernik będzie się wychylał.Prąd płynie wtedy gdy będzie się zmieniała ilość linii sił , które przenikają przez ten zwój.

STRUMIEŃ MAGNETYCZNY-to iloczyn skalarny indukcji magnetycznej i wektora powierzchni.Jeśli pole jest jednorodne tzn. Że przez powierzchnię S przepływa taka sama ilość linii sił ,wartość jest stała.

Φ=BS

Φ=BScos (B,n) [Wb]=[Tm²]

Wektory indukcji są prostopadłe do powierzchni.

Jeśli pole nie jest jednorodne:

dΦ=B dS Φ=∫B dS

W polu magnetycznym jednorodnym linie sił są równoległe do siebie a indukcja ma stałą wartość. Przeciwko sile elektrodynamicznej F przeciwstawia się siłę zewnętrzną Fz .

F_z= -F = -I( l × B

Siła zewnętrzna wykonuje pracę przy przesunięciu tego przewodnika o dx .

dW=F_z dx = -Fdx

dW= -I B l dx

ds= l dx, dW= -I B ds

dW= -I dΦ

Elementarny strumień magnetyczny.

dW= -E I dt

E I dt = -I d, E= -dΦ/dt

Siła elektromotoryczna indukcji .

dΦ/dt - szybkość zmian strumienia magnetycznego

PRAWO INDUKCJI FARADAYA (elektromotorycznej) - indukowana siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia magnetycznego.

REGUŁA PRZEKORY LENCA - kierunek prądu indukowanego jest zawsze taki że pole magnetyczne przezeń wytworzone przeciwstawia się zmianie strumienia magnetycznego zewnętrznego.

B_L^↑ → Φ → E_in → I → B_in

RÓWNANIA MAXWELLA

(pole elktr.po drodze zamkniętej)

• _s∫ E ds = 1/ε ∑_iQi

P Gaussa dla elektryczności

2. E dl = 0

(pole elekt.-polem zachowawczym)

P indukcji Faradaya

3. B ds = 0

(p.mag. jest bezżródłowe.Aby warunek był spełniony linie sił pola muszą być zamknięte)

Prawo Gaussa dla magnetyzmu

4.∫ B dl = μ_oI P Ampere'a

(związek pomiędzy natężeniem pola)

W równaniu (1) zamiast ∑Q można zapisać ∫ ρ dV

1'. _s∫ E ds = 1/εo ∫ ρ dV

2'. E_ind = -dΦ/dt

∫ E dl = -dQ/dt

Φ = _s∫ B dS

∫ E dl = -d/dt _s∫ B dS

_L∫ E dl = -∫ (δB/δt) ds

(siłą elektromotoryczna indukcji zależna od szybkości zmian pola elektomag.)

_L∫ - kontur zamknięty

Zmienne pole magnetyczne wywołuje pole elektryczne.

3'. _s∫ B dS = 0

4'. _L∫ B dl = μ_o I + μ_o εo ∫ (δE/δt) dS

Zmienne pole elektryczne wywołuje pole magnetyczne.Zmiana w czasie wektora pola elektrycznego E spowoduje powstanie wiru pola magnetycznego lecz powstanie wiru pola magnetycznego stanowi zmianę w czasie tego wektora więc zmiana wektora B spowoduje powstanie wiru wektora E.

Zmienny w czasie strumień elektryczny

E = dE/dt

FALA ELEKTROM

C = λν prędkość rozchodzenia się wszystkich fal elektromagnetycznych

λ - długość fali

ν - częstość

FALE ELEKTROMAGNETYCZNE :

- promieni kosmiczne

- promanie γ

- prome rendgenowskie

- ultrafiol,ener fotonów

- światło widzialne, podczerwień

- mikrofale,fale radio

ŚWIATŁO MONOCHROMATYCZNE -światło o wyznaczonej długości fali.

DYFRAKCJA - ugięcie światła , najogólniej mówiąc jeśli na drodze wiązki świetlnej znajduje się przeszkoda , to dyfrakcja przejawia się uginaniem się światła przy przejściu obok krawędzi przeszkody.

rów siatki dyfrakcyjnej

nλ = d sin α

W wyniku dyfrakcji :

Δ/d = sin α, Δ = nλ

λ_f = d sin α_f

λ_c = d sin α_c, λ_c > λ_f

d sin α_c > d sin α

Kąty ugięcia promieni czerwonych są

bardziej ugięte niż promieni fioletowych.

Znając kąt α można określić długość fali.

Światło jest falą elektromagnetyczną.

Przykładem interferencji światła monochromatycznego są Pierścienie Newtona.

Przyrządem do badania interferencji fali jest INTERFEROMETR MAICKELSONA.

Hologram to przykład interferencji fal , poprzez padanie dwóch promieni świetlnych powstaje obraz trójwymiarowy.

PROMIENIOWANIE TERMICZNE CIAŁ- to emitowanie energii przez ciała w postaci fal elektromagnetycznych , ma długości większe niż światło widzialne , leży w zakresie podczerwieni.

ZDOLNOŚĆ EMISYJNA - to energia promieniowania wysyłanego w jednostce czasu z jednostki powierzchni pozostającej w temperaturze T , w postaci fal elektromagnetycznych o częstościach zawartych w przedziale (ν , ν+dν). e( ν, T ) dν

ν - częstotliwość

e - zdolność emisyjna

ZDOLNOŚĆ ABSORPCYJNA- określa jaka część energii fali elektromagnetycznej o częstościach zawartych w przedziale (ν , ν+dν) padających na jednostkę powierzchni ciała zostaje przez nie pochłonięta.

a( ν , T )

a - zdolność absorpcyjna

CIAŁO DOSKONALE CZARNE- ciało pochłaniające całkowicie padające nań promieniowanie świetlne , niezależnie od długości fali , stanowi doskonałe *ródło promieniowania , tzn. w danej temperaturze promieniuje największą możliwą ilością energii , widmo promieniowania ciała doskonale czarnego jest ciągłe , przy czym w miarą wzrostu temperatury ciała maksimum natężenia jego promieniowania przesuwa się w kierunku fal krótkich

e( ν,T )/a( ν,T ) = ε( ν,T )

zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego

PRAWO PROMIENIOWANIA KIRCHOFFA- prawo zrównoważonego promieniowania temperaturowego głoszące , że stosunek zdolności emisyjnej ciała do jego zdolności absorpcyjnej nie zależy od rodzaju ciała i jest równy zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego.

ε( ν,T ) = (2Πν²/C²) U( ν,T )

U-uśredniona w czasie energia

U = kT

ε( ν,T ) = (2Πν²/C²) kT

zdolność emisyjna jest funkcją kwadratową częstotliwości

PRAWO WIENA- iloczyn częstotliwości maksymalnej razy pewna stała da nam temperaturę.

ν_max const. = T

PRAWO BOLTZMANA STEFANA - prawo wyrażające zależność całkowitej zdolności emisyjnej E ciała doskonale czarnego od jego temperatury bezwzględnej

E = σ T⁴

STAŁA BOLTZMANA

σ = 5,6 10^-8 W/m²K⁴

Max Planck powiedział że energia może się zmieniać porcjami.

PRAWO PLANCKA - prawo rozkładu energii w widmie promieniowania ciała doskonale czarnego

E_n = nhν, E = n ε_o

energia najmniejszego kwantu

U( ν,T ) = ε_o/ (e^εo/kT -1)

E ( ν,T ) = (2Πν²/C²)(hν/e^hν/kT -

_∞

E= ∫ ε( ν,T ) dν

^o

STAŁA PLANCKA

h = 6,62 10^-34 J/s

Dla każdego metalu istnieje graniczna częstotliwość gdzie zaczyna się zjawisko fotoelektryczne.

Energia elektronu zależy od częstotliwości światła.

Ilość wybijanych elektronów ( prąd anodowy ) zależy od natężenia padającego światła.

Każdy foton posiada energię którą możemy określić wzorem:

Ef = hν, hν = W + E_k

W - praca wyjścia

hν_o = W, Ek = eU_n

PRACA WYJŚCIA

- to energia którą musimy dostarczyć aby elektron opuścił metal.

- to energia jaką musimy dostarczyć do elektronu aby przenieść go z poziomu Ferniego do nieskończoności.

POZIOM FERNIEGO -najwyżej położony poziom.

Każdy foton posiada pęd

p = mV

Fotony nie posiadają masy spoczynkowej więc energię fotonu wiążemy z masą:

E_f = hν, E = mC²

w ten sposób fotonowi przypisujemy masę

p_f = mC, = E_f/C²

p = mC = ( E_f/C² ) C = hν/C

p = hν/C, ν = C/λ

p_f = h/λ

pęd fotonu

Światło padające na powierzchnię wywiera odpowiednie ciśnienie , które jest mierzalne.

ZJAWISKO COMPTONA - rozpraszanie promienia elektromagnetycznego (głównie rendgenowskiego ) na swobodnych elektronach , polega na tym że w wyniku zderzenia pojedynczego fotonu z elektronem , część energii fotonu zostaje przekazana elektronowi , co powoduje zwiększenie się długości fali rozproszonego promieniowania i odrzucenie elektronu. Zjawisko Comptona jest jednym ze zjawisk świadczących o nieciągłej strukturze promieniowania.

Wpadający foton ma energię hν ,a elektron posiada E_k

ZASADA ZACHOWANIA ENERGII

hν_o = hν' + ( m - m_o )C²

( m - m_o )C² - energia kinetyczna elektronu ( gdy prędkości są porównywalne z

prędkością światła

ZASADA ZACHOWANIA

p_p = p_f + p_e

p_p - pęd początkowy

p_p = h/λ_o , p_f = h/λ'

Δλ = λ' - λ_o = h/m_oC ( 1 - cosθ )

DUALIZM FALOWO KORPUSKULARNY - właściwość materii polegająca na tym , że w pewnych zjawiskach ujawnia się natura falowa (interferencja , dyfrakcja) , w innych korpuskularna (efekt Comptona).

ATOM WODORU -

STAŁA RYTBERGA

R = 1,09 10⁷ 1/m

1/λ = R( (1/K²)-(1/n² ))

k,n - kolejne l.nat

n > k

k = 1Seria Lymana

k = 2Seria Balmera

k = 3Seria Paschena

MODEL BOHRA - elektrony mogą zmieniać się na określonych orbitach stacjonarnych dla których model pędu elektronu jest wartością stałej Plancka podzielonej przez 2Π.

PIERWSZY POSTULAT BOHRA - atom nie promieniuje energii , jeżeli atom porusza się po orbicie , na której jego kręt jest całkowitą wielokrotnością h/2Π (są to tzw. orbity dozwolone , stacjonarne)

mVr = nh/2Π

* = h/2Π * - h kreślne

DRUGI POSTULAT BOHRA - jeśli elektron przechodzi z niższej powłoki na wyższą to foton otrzymuje energię.

E_n - E_m = hν

E_n > E_memisja fotonu

E_n < E_mpochłanianie fotonu

WIDMO ABSORPCYJNE - to widmo optyczne odpowiadające rozłożeniu światła po przejściu przez daną substancję .

FUNKCJA FALOWA - nie ma żadnego sensu fizycznego.

- to opis matematyczny.

Ψ(x,y,z,y)

KWADRAT AMPLITUDY FUNKCJI FALOWEJ

Ψ*Ψ = Ψ(X,Y,Z,T)²

(określa prawdop. znalezienia cząstki w danej elementarnej obj. w przestrzeni, w danej chwili czasu

∫Ψ² dV = 1

fala płaska nie może być funkcją falową

PACZKĘ FAL - otrzymujemy poprzez nałożenie się fal harmonicznych

P.F ma określoną szerokość

ZASADA NIEOZNACZONOŚCI HEISENBERGA - nie jest możliwe dokładne określenie położenia i pędu cząstki . im dokładniej określimy jej położenie tym mniej dokładniej pęd, z fizycznego punktu widzenia niemożliwe jest jednoczesne dokładne określenie położenia i pędu cząstki.

Δx Δp_x=h

Δy Δp_y=h

Δz Δp_z =h

Δx -nieoznaczoność położenia

Δp_x - nieoznaczoność pędu

ΔE Δt = * - nieoznaczoność energii w czasie

---