ÿþP r o f . d r h a b . J a c e k U l a Ds k i
K a t e d r a F i z y k i M o l e k u l a r n e j P . A.
w w w . p . l o d z . p l / k - 3 2
F I Z Y K A
W y k Ba d y n a W y d z i a l e C h e m i c z n y m P o l i t e c h n i k i Aó d z k i e j
2 - g i s e m e s t r
W y b r a n e d z i a By f i z y k i :
- M e c h a n i k a
- E l e k t r o s t a t y k a
- E l e k t r o m a g n e t y z m
o p r a c o w a n e n a p o d s t a w i e p o d r c z n i k ó w :
J . O r e a r , F i z y k a , t . 1 i 2
R . R e s n i c k , D . H o l i d a y , F i z y k a t . 1 i 2
H . H e r m a n , A . K a l e s t y Ds k i , L . W i d o m s k i , P o d s t a w y f i z y k i ( r e p e t y t o r i u m )
C o t o j e s t f i z y k a ?
- N a u k a d o [w i a d c z a l n a , k t ó r e j c e l e m j e s t
p o s z u k i w a n i e i p o z n a w a n i e p o d s t a w o w y c h
p r a w p r z y r o d y .
- R o z w ó j f i z y k i p o l e g a n a r e d u k c j i i
u p r o s z c z e n i u p o d s t a w o w y c h p r a w i n a
u n i f i k a c j i t e o r i i .
P o d s t a w o w e o d d z i a By w a n i a
W z g l d n e
T y p yr ó d Bo Z a s i g
n a t |e n i e
D Bu g i
M a s a
<" 1 0 - 3 8
G r a w i t a c y j n e
C z s t k i
e l e m e n t a r n e
S Ba b e
1 0 - 1 8 m <" 1 0 - 1 5
Aa d u n e k
E l e k t r o -
<" 1 0 - 2
D Bu g i
e l e k t r y c z n y
m a g n e t y c z n e
H a d r o n y
J d r o w e 1 0 - 1 5 m 1
E k s p e r y m e n t f i z y c z n y :
- s t a r a s i u w z g l d n i w s z y s t k i e c z y n n i k i o d d z i a Bu j c e n a b a d a n y u k Ba d ;
- m a s k o Dc z o n d o k Ba d n o [ ( k o n i e c z n a j e s t o c e n a b Bd u ) ;
- p r o w a d z i d o u o g ó l n i o n y c h w n i o s k ó w ( a l e f o r m u Bo w a n e p r a w a f i z y c z n e
m a j o g r a n i c z o n y z a k r e s s t o s o w a l n o [c i ) .
Z Bo |o n o [ w i e l u z j a w i s k - - - > k o n i e c z n o [ s t o s o w a n i a m o d e l i ,
t o z n a c z y u p r o s z c z o n y c h k o p i i r z e c z y w i s t y c h u k Ba d ó w f i z y c z n y c h ,
o r a z p o s Bu g i w a n i a s i p r a w a m i e m p i r y c z n y m i .
Z a k r e s y s t o s o w a l n o [c i p r a w f i z y c z n y c h :
z j a w i s k a m a k r o s k o p o w e ( > > a t o m u ) i m i k r o s k o p o w e ;
n i e r e l a t y w i s t y c z n e ( ( v / c ) 2 < < 1 ) i r e l a t y w i s t y c z n e .
S k a l a p o r ó w n a w c z a o d l e g Bo [c i
R o z m i a r y W s z e c h [w i a t a 1 0 2 6 m
R o z m i a r y g a l a k t y k 1 0 2 1 m
R o z m i a r y U k Ba d u S Bo n e c z n e g o 1 0 1 5 m
Zr e d n i c a Z i e m i 1 0 6 m
W y s o k o [ M o n t E v e r e s t 1 0 4 m
W y s o k o [ c z Bo w i e k a 1 0 o m
R o z m i a r k r y s z t a Bk ó w c u k r u 1 0 - 4 m
D Bu g o [ f a l i [w i e t l n e j ( g r a n i c a
r o z d z i e l c z o [c i m i k r o s k o p u o p t y c z n e g o ) 1 0 - 6 m
R o z m i a r y w i r u s a 1 0 - 8 m
R o z m i a r y a t o m u 1 0 - 9 m
P r o m i e D j d r a a t o m o w e g o 1 0 - 1 5 m
R o z m i a r y s t r u k t u r c z s t e k
e l e m e n t a r n y c h 1 0 - 1 8 m
S k a l a p o r ó w n a w c z a c z a s ó w
W i e k W s z e c h [w i a t a 1 0 1 7 s
P o j a w i e n i e s i p i e r w s z e g o c z Bo w i e k a 1 0 1 3 s
W i e k p i r a m i d 1 0 1 2 s
C z a s |y c i a c z Bo w i e k a 1 0 9 s
R o k z w r o t n i k o w y 1 0 7 s
D o b a z i e m s k a 1 0 5 s
C z a s |y c i a s w o b o d n e g o n e u t r o n u 1 0 3 s
U d e r z e n i e s e r c a 1 0 o s
O k r e s f a l g Bo s o w y c h 1 0 - 3 s
O k r e s f a l r a d i o w y c h 1 0 - 6 s
O k r e s r o t a c j i c z s t e c z e k 1 0 - 1 2 s
C z a s p r z e j [c i a [w i a t Ba p r z e z a t o m 1 0 - 1 8 s
S k a l a p o r ó w n a w c z a m a s
M a s a W s z e c h [w i a t a 1 0 5 2 k g
M a s a G a l a k t y k i 1 0 4 0 k g
M a s a S Bo Dc a 1 0 3 0 k g
M a s a Z i e m i 1 0 2 4 k g
M a s a [r e d n i e g o d o m u 1 0 6 k g
M a s a c z Bo w i e k a 1 0 2 k g
M a s a k o m ó r k i b a k t e r i i 1 0 - 1 2 k g
M a s a c z s t e c z k i p r o t e i n y 1 0 - 2 2 k g
M a s a c z s t e c z k i t l e n u 1 0 - 2 6 k g
M a s a e l e k t r o n u 1 0 - 3 0 k g
P r z e d r o s t k i j e d n o s t e k
t e r a [ T ] - 1 0 1 2 m i l i [ m ] - 1 0 - 3
g i g a [ G ] - 1 0 9 m i k r o [ µ ] - 1 0 - 6
m e g a [ M ] - 1 0 6 n a n o [ n ] - 1 0 - 9
k i l o [ k ] - 1 0 3 p i k o [ p ] - 1 0 - 1 2
c e n t y [ c ] - 1 0 - 2 f e m t o [ f ] - 1 0 - 1 5
N a t u r a l n s k a l p r d k o [c i w y z n a c z a p r d k o [
r o z c h o d z e n i a s i [w i a t Ba w p r ó |n i c
c = 2 , 9 9 8 x 1 0 8 m s - 1 H" 3 x 1 0 8 m s - 1
c - m a k s y m a l n a m o |l i w a p r d k o [ r u c h u d o w o l n e g o
o b i e k t u ( c - s t a Ba u n i w e r s a l n a )
J e [l i ( v / c ) 2 < < 1 ’! r u c h n i e r e l a t y w i s t y c z n y
J e [l i v b l i s k i e c ’! r u c h r e l a t y w i s t y c z n y
r ó |n e p r a w a !
G r a n i c d z i e l c m e c h a n i k k l a s y c z n o d k w a n t o w e j
w y z n a c z a s t a Ba P l a n c k a h .
h = 1 , 0 5 4 x 1 0 - 3 4 k g m 2 s - 1 ( s t a Ba u n i w e r s a l n a ) .
J e [l i p a r a m e t r r u c h u m i k r o c z s t e c z k i m a j c y w y m i a r
[ k g m 2 s - 1 ] j e s t p o r ó w n y w a l n y z h , t o r u c h e m t y m r z d z i
m e c h a n i k a k w a n t o w a .
D o t y c z y t o z r e g u By b a r d z o m a By c h o d l e g Bo [c i .
R o z w a |m y i l o c z y n m v r ( m a w y m i a r [ k g m 2 s - 1 ] ) d l a
e l e k t r o n u w a t o m i e w o d o r u :
m = 1 0 - 3 0 k g , v = 0 , 0 1 c
d l a r H" 1 Å = 1 0 - 1 0 m ( r o z m i a r a t o m u w o d o r u )
h = 1 , 0 5 4 x 1 0 - 3 4 k g m 2 s - 1
m v r H" 1 0 - 3 0 [ k g ] × 0 , 0 1 × 3 × 1 0 8 [ m s - 1 ] × 1 0 - 1 0 [ m ] H" h
R u c h e l e k t r o n u w a t o m i e w o d o r u m a c h a r a k t e r k w a n t o w y .
M e c h a n i k a
k l a s y c z n a k w a n t o w a
r e l a t y w i s t y c z n a n i e r e l a t y w i s t y c z n a r e l a t y w i s t y c z n a n i e r e l a t y w i s t y c z n a
P r a w a m e c h a n i k i n i e r e l a t y w i s t y c z n e j w y n i k a j z
p r a w m e c h a n i k i r e l a t y w i s t y c z n e j ( g d y ( v / c ) 2 < < 1 ;
p o d s t a w i a j c w r ó w n a n i a c h c ’! ") ;
p r a w a m e c h a n i k i k l a s y c z n e j s t a n o w i g r a n i c z n y
p r z y p a d e k p r a w m e c h a n i k i k w a n t o w e j ( g d y h ’! 0 ) .
J e d n o s t k i
M i d z y n a r o d o w y U k Ba d J e d n o s t e k M i a r S I
( S y s t e m e I n t e r n a t i o n a l ) - u n i w e r s a l n y i k o h e r e n t n y .
J e d n o s t k i p o d s t a w o w e i u z u p e Bn i a j c e
W i e l k o [ S y m b o l J e d n o s t k a S y m b o l W y m i a r W z ó r
w i e l k o [c i j e d n o s t k i o k r e [l a j c y
D Bu g o [
l , b , h , r , d , s m e t r m m
M a s a m k i l o g r a m k g k g
C z a s t s e k u n d a s s
N a t |e n i e l a m p e r A A
p r d u e l e k .
J e d n o s t k i p o d s t a w o w e i u z u p e Bn i a j c e ( c . d . )
W i e l k o [ S y m b o l J e d n o s t k a S y m b o l W y m i a r W z ó r
w i e l k o [c j e d n o s t k i o k r e [l a j c
i y
T e m p e r a t u r a T , ¸ k e l v i n K K
Zw i a t Bo [ I ( J ) k a n d e l a c d c d
K t p Ba s k i ±, ², ³, ¸ r a d i a n r a d ±= L / r
K t b r y Bo w y Å, Æ, É, &! s t e r a d i a n s r &!= S / r 2
A n a l i z a w y m i a r o w a
p r o s t a m e t o d a k o n t r o l i p o p r a w n o [c i w y p r o w a d z e D i o b l i c z e D, m o |e s Bu |y
t e | d o r o z w i z y w a n i a z a d a D ( z d o k Ba d n o [c i d o s t a Be j )
P r z y k Ba d :
P o d a z a l e |n o [ p r d k o [c i s a m o c h o d u o d j e g o p r z y s p i e s z e n i a a i
p r z e b y t e j d r o g i s , g d y r u s z a s i o n z e s t a n u s p o c z y n k u z e s t a By m
p r z y s p i e s z e n i e m .
v <" a x s y
d t - 1 = ( d t - 2 ) x d y
d t - 1 = d x + y t - 2 x
1 = x + y - 1 = - 2 x = > y = 1 / 2 x = 1 / 2
c z y l i : v <" a 1 / 2 s 1 / 2 , i n a c z e j : v <" a Å"s
P o p r a w n y w z ó r : v = 2 a Å" s
D o k Ba d n o [ i c y f r y z n a c z c e
B Bd y s y s t e m a t y c z n e i p r z y p a d k o w e - n i e d o u n i k n i c i a ! .
P o p r a w a d o k Ba d n o [c i - p o w t a r z a n i e p o m i a r ó w i u [r e d n i a n i e .
B Bd [r e d n i e j = Ã / ( t y l k o d l a b Bd ó w p r z y p a d k o w y c h ) .
n
P r z y o b l i c z e n i a c h p o d a j e m y t y l k o t y l e c y f r w y n i k u , a b y p r z e d o s t a t n i a
c y f r a b y Ba p e w n a ( n i e o b a r c z o n a b Bd e m ) .
P r z y k Ba d 1 :
d = 1 0 m ( z d o k Ba d n o [c i 1 % ) , t = 3 s ( d o k Ba d n i e ) ;
z a d a n i e : o b l i c z y p r d k o [.
v = 1 0 / 3 m s - 1 = 3 , 3 3 3 3 ( 3 ) m s - 1 ?
P r a w i d Bo w o : v = 3 , 3 3 m s - 1
P r z y k Ba d 2 :
p o d a d Bu g o [ p r t a z Bo |o n e g o z d w ó c h o d c i n k ó w :
d 1 = 2 , 2 1 m i d 2 = 0 , 0 2 3 1 m
2 , 2 1
+ 0 , 0 2 3 1
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2 , 2 3 3 1 m ? P r a w i d Bo w o : d 1 + d 2 = 2 , 2 3 m
S k a l a r y i w e k t o r y
S k a l a r y , n p : c z a s , o b j t o [, m a s a , t e m p e r a t u r a , p r a c a
- s o k r e [l o n e p r z e z l i c z b i j e d n o s t k
W e k t o r y , n p : d r o g a , p r d k o [ p r z y s p i e s z e n i e , s i Ba , p d
- s o k r e [l o n e p r z e z w a r t o [ b e z w z g l d n
( l i c z b d o d a t n i - s k a l a r ) , k i e r u n e k i z w r o t .
W i e l k o [ f i z y c z n m o |n a p r z e d s t a w i j a k o w e k t o r g d y :
1 . S p e Bn i a p r a w o r ó w n o l e g Bo b o k u p r z y d o d a w a n i u
2 . J e j w a r t o [, k i e r u n e k i z w r o t n i e z a l e | o d w y b o r u
u k Ba d u w s p ó Br z d n y c h .
O z n a c z e n i a w e k t o r ó w :
v ( w d r u k u ) ; v ( p i s a n e ) ; I v I ( w a r t o [ s k a l a r n a w e k t o r a v )
D w a w e k t o r y s r ó w n e , j e [l i m a j j e d n a k o w e w a r t o [c i ,
k i e r u n k i i z w r o t y ( m o g m i e r ó |n e p o Bo |e n i a w p r z e s t r z e n i ) .
D o d a w a n i e w e k t o r ó w
R e g u Ba r ó w n o l e g Bo b o k u
c c
b
c = a + b
b
a
a
R e g u Ba w i e l o b o k u
d
d
d
b
b
b
d b
d b
d b
( a + b ) + d = a + ( b + d )
a
a
a
d
d
d
+
+
+
b
b
b
+
+
+
a
a
a
a + b = b + a
k ( a + b ) = k a + k b
a - b = a + ( - b )
b
b
b
b
( a b ) ?
( a b ) ?
b
b
b
- b
- b
- b
- b
a
a
a
a
a
a
a
a
e = a b e - b
e = a b e - b
e - b
e - b
e - b
S k Ba d o w e i w s p ó Br z d n e w e k t o r a
K a r t e z j a Ds k i u k Ba d
w s p ó Br z d n y c h
’!’!’! ’!
= + +
j
r r i r r k
x y z
’!
’! ’!
, , - w e k t o r y j e d n o s t k o w e
j
i k
W e k t o r j e s t o k r e [l o n y p r z e z p o d a n i e j e g o t r z e c h w s p ó Br z d n y c h [ r x , r y , r z ] ;
’!
= + +
r r 2 r 2 r 2
x y z
’!
’! ’! ’! ’!’!’! ’!
+ = + + + + +
j j
a b a i a a k b i b b k =
x y z x y z
’!
’! ’!’!’! ’!
= + + + + + = + +
j
( ) ( ) ( ) j
a b i a b a b k c i c c k
x x y y z z x y z
P o c h o d n a w e k t o r a w z g l d e m a r g u m e n t u s k a l a r n e g o
r = r ( t ) ; r x = r x ( t ) , r y = r y ( t ) , r z = r z ( t )
’!
d r
= l i m "t ’!o " r = l i m "t ’!o r ( t + "t ) - r ( t ) =
d t "t
"t
r x ( t + "t ) i + r y ( t + "t ) j + r z ( t + "t ) k - ( r x ( t ) i + r y ( t ) j + r z ( t ) k )
=
l i m "t ’!o
"t
’!’!’!
ñø[ üø
l i m "t ’!o = ôø r x ( t + "t ) - r x ( t ) ] i + [ r y ( t + "t ) - r y ( t ) ] j + [ r z ( t + "t ) - r z ( t ) ] k ôø
òø ýø
"t "t "t
ôø ôø
óø þø
’!
d
r
r y r
x z
i j k V
= d ’! + + d ’! ’!
=
d t d t d t
’!
’!
J e [l i ( t ) - w e k t o r p o Bo |e n i a t o - p r d k o [ c h w i l o w a
r
V
P r z y k Ba d : W e k t o r p o Bo |e n i a c z s t k i j e s t d a n y w y r a |e n i e m :
’!
’! ’!
t
= + t -
j
r C i ( )
1 C C t 2
2 3
’!
’! d d ( C 1 t ) ’! d ( C 2 t -
r C t 2 ) ’!
3
= = + j =
V
i
d t d t d t
’!
’!
t )
C
2 C
j
= + ( - 2 3
C i
1
’! ’!
’!
D l a t = 0 V ( 0 ) = + C 2
j
C i
1
’!
C 2 + C 2
V ( 0 ) 1 2
=
’!
’!
’!
d ’!
ùø
j
+ (
C
P r z y s p i e s z e n i e = d V = îøC 1 i C - 2 t )
2 3
a
ïø úø
ðø ûø
d t d t
’!
j
= ( - 2 C 3 )
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Geo fiz wykład 12 12 2012fiz wykladfiz wykladfiz wykladGeo fiz wykład 9 01 2013fiz wykladfiz wykladfiz wykladGeo fiz wykład 7 11 2012Geo fiz wykład 14 11 2012fiz wyklad pytfiz wykladGeo fiz wykład 28 11 2012fiz wykladGeo fiz wykład 19 03 2013fiz wykladfiz wykladwięcej podobnych podstron