Pytania na egzamin z fizyki wraz z opracowaniem:)
4 stycznia
2008
Dokument posiada prawa autorskie. Nielegalne rozpowszechnianie, kopiowanie, kserowanie bez porozumienia z autorem będzie surowo karane.
Fizyka może na 3 brak odpowiedzi do 23,34,49,61,69,76
1 Definicja Ampera: co to jest za siła (elektromagnetyczna ????) i od czego zależy
Amper – jednostka natężenia prądu elektrycznego, jednostka podstawowa układu
Definicja 1 A - prąd o natężeniu 1 A, jest to stały prąd elektryczny, który płynąc w dwóch równoległych, prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o znikomo małym przekroju kołowym, umieszczonych w próżni w odległości 1 m od siebie, spowodowałby wzajemne oddziaływanie przewodów na siebie z siłą równą 2*10 -7 N na każdy metr długości przewodu.
Do definicyjnego wyznaczenia jednostki służy waga prądowa. Dokładnością ustępuje jednak kalibratorom prądu i w praktyce jest przez nie wyparta.
Jeśli przepływający przez dany przekrój prąd ma natężenie 1 A, oznacza to, że w ciągu 1 s przepływa 1 C ładunku, czyli:
2 Prawo Ampera
Służy do wyznaczania indukcji pola magnetycznego pochodzącego z różnych przewodników z prądem.
Prawo Ampera : Krążenie wektora indukcji po dowolnej krzywej zamkniętej jest proporcjonalne do sumy natężeń prądów zawartych wewnątrz tej krzywej :
L - długość krzywejDI - natężenie prądu; mzamkniętej; B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja); 0 - przenikalność magnetyczna próżni; j - ilość natężeń (przewodników); i - ilość odcinków krzywej
3 Składowe przyspieszenia w ruchu krzywoliniowym
Przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym
W ruchu krzywoliniowym przyspieszenie jest skierowane pod kątem do prędkości.
Warto też zwrócić uwagę na fakt, że wektor przyspieszenia jest skierowany do wewnątrz łuku, po którym porusza się obiekt.
W celu wyjaśnienia jaką rolę pełni przyspieszenie w tym przypadku należy rozłożyć je na dwie składowe:
Składową równoległą do prędkości (czyli styczną do toru i równoległą do kierunku ruchu), nazywaną też składową styczną: a||
Składową prostopadłą do prędkości (prostopadłą do kierunku ruchu), nazywaną często składową normalną: an
Te składowe pełnią dwie oddzielne role:
Składowa równoległa a|| odpowiada za zmianę wartości prędkości.
Składowa prostopadła an odpowiada za zmianę kierunku prędkości.
4 Definicja ogniska, ogniskowej od czego zależy ogniskowa
Ognisko to w optyce określenie teoretycznego punktu, w którym przecinają się promienie świetlne, równoległe do osi optycznej, po przejściu przez układ optyczny skupiający (ognisko rzeczywiste) lub punkt, w którym przecinają się przedłużenia takich promieni po przejściu przez rozpraszający układ optyczny (ognisko pozorne).
W przypadku soczewek wyróżnia się dwa rodzaje ognisk leżących po przeciwnych stronach soczewki: ognisko pierwsze, inaczej przedmiotowe oraz ognisko drugie, czyli obrazowe. Dla soczewek skupiających ognisko drugie znajduje się po przeciwnej stronie soczewki niż źródło światła, a dla rozpraszających ognisko drugie znajduje się po tej samej stronie co źródło światła.
W przypadku zwierciadeł istnieje tylko jedno ognisko.
W praktyce, ze względu na kształt elementów optycznych, wiązka promieni równoległych do osi optycznej nie zostaje skupiona dokładnie w ognisku, co jest przyczyną aberracji optycznych. Ponadto ze względu na zjawisko dyfrakcji, nawet układy wolne od aberracji nie tworzą obrazu punktowego.
Ogniskowa (odległość ogniskowa) (ang. focal length) - odległość pomiędzy ogniskiem układu optycznego a punktem głównym układu optycznego np. odległość środka soczewki od punktu, w którym skupione zostaną promienie świetlne, biegnące przed przejściem przez soczewkę równolegle do jej osi.
Dla układów soczewkowych wyróżnia się ogniskową przednią f i tylną F, spełniona jest równość:
gdzie n, N - współczynniki załamania światła dla ośrodków odpowiednio przed i za układem optycznym.
Jeśli układ znajduje się w jednorodnym ośrodku, to n = N, a więc również f = F. Odległość ogniskowa danego układu optycznego określa jego powiększenie.
Odwrotnością ogniskowej jest zdolność zbierająca układu optycznego.
- współczynnik załamania
- promienie krzywizny
5 Równanie fali płaskiej
y- wychylenie od położenia równowagi
Ao- amplituda
t- czas
ω- pulsacja częstość kątowa
φ
6 Kierunek wektora prędkości kołowej
7 Moment pędu
W tradycyjnej matematyce moment pędu jest wielkością wektorową (pseudowektor). Moment pędu punktu materialnego względem zadanego punktu określony jest zależnością:
gdzie
L to moment pędu punktu materialnego,
r to wektor łączący punkt, względem którego określa się moment pędu i punkt ciała,
p to pęd punktu materialnego
iloczyn wektorowy wektorów.
Powyższy wzór można wyrazić:
gdzie θr,p jest kątem między r i p
Dla ciała obracającego się:
gdzie:
I to moment bezwładności ciała,
ω to prędkość kątowa.
8 Zjawisko fotoelektryczne
Efekt fotoelektryczny, zjawisko fotoelektryczne – zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym ośrodkiem jest gaz mamy do czynienia z tzw. fotojonizacją.
Objaśnienie zjawiska
Zaproponowane przez Alberta Einsteina wyjaśnienie zjawiska i jego opis matematyczny oparte jest na założeniu, że energia wiązki światła pochłaniana jest w postaci porcji (kwantów) równych hν, gdzie h jest stałą Plancka a ν oznacza częstotliwość fali. Kwant energii może być zamieniony na energię tylko w całości, na zasadzie wszystko lub nic. Einstein założył dalej, że usunięcie elektronu z metalu (substancji) wymaga pewnej pracy zwanej pracą wyjścia, która jest wielkością charakteryzującą daną substancję, pozostała energia rozprasza się częściowo w substancji a częściowo pobiera ją emitowany elektron. Z tego wynika wzór:
Gdzie:
Jest ono zgodne z obserwacjami, a hipoteza kwantów wyjaśnia dlaczego energia fotoelektronów jest zależna od częstości światła oraz, że poniżej pewnej częstotliwości światła nie zachodzi zjawisko fotoelektryczne.
Otrzymane równanie nadaje się do weryfikacji doświadczalnej i zostało potwierdzone w słynnym eksperymencie przeprowadzonym w roku 1915 przez Millikana. Równanie to pozwala też, po dokonaniu odpowiednich pomiarów, wyznaczyć wartość stałej Plancka, co również zostało uczynione przez Millikana.
Za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego Albert Einstein otrzymał w 1921 roku Nagrodę Nobla.
Idea kwantu energii została zapożyczona przez Einsteina z prac Plancka dotyczących wyjaśnienia zjawiska promieniowania ciała doskonale czarnego. pochłanianiem fal elektromagnetycznych.
W efekcie fotoelektrycznym wewnętrznym energia fotonu też jest całkowicie pochłaniana przez elektron. Zjawisko to zachodzi jedynie na elektronach, przy spełnionym warunku, że energia fotonu będzie większa niż energia wiązania elektronu-atom, w tej sytuacji atom zostaje zjonizowany. Fotony o dużej energii wybijają elektrony o większej energii wiązania, więc przy dostatecznie wysokiej energii fotonów wybijanie są nawet elektrony z powłoki K atomu. Miejsca po wybitych elektronach zapełniają elektrony z wyższych powłok w wyniku czego emitowane jest mono energetyczne promieniowanie rentgenowskie.
Wg teorii pasmowej ciał elektron przejmując energię fotonu jest przenoszony między dozwolonymi poziomami energetycznymi.
9 Jakie są rodzaje energii i od czego zależą, jednostka energii
Energia jest skalarną wielkością fizyczną opisującą stan materii. Jest wielkością addytywną i zachowawczą.
Energia występuje w różnych rodzajach. Procesy fizyczne, mogą być postrzegane jako przemiany energii. Przykłady form energii:
Energię we wzorach fizycznych zapisuje się najczęściej za pomocą symbolu E.
Jednostką energii w układzie SI jest dżul (1J).
- energia kinetyczna związana z ruchem
- energia potencjalna związana z położeniem
10 Od czego zależy siła elektromagnetyczna, jak powstaje, jednostka
Pole elektromagnetyczne - ...
kora_1989