Zadania z fizyki

1. Druga zasada dynamiki.

Jeżeli na ciało działa siła, to ciało to porusza się ruchem zmiennym. F = m * a

1-sza zasada: Jeżeli na ciało (oczywiście wukładzie inercjalnym) nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się to ciało pozostaje w spoczynku lub porusa się ruchem stałym prostoliniowym.

3-cia zasada: Jeżeli ciało A działa na ciało B z pewną siłą, to ciło B działa na ciało A z siłą F o tej samej wartości, o tym zamym kierunku lecz o przeciwnym zwrocie.

2. Zasada zachowania pędu.

Jeżeli w układzie inercjalnym na ciało (układ ciał) nie dział siła lub działające siły równoważą się, to całkowity pęd ciała (układu ciał) nie zmieni się.

3. Źródłowość pola elektrycznego.

Źródłem pola elektrycznego są ładunki ujemne i dodatnie. Ładunki jednoimienne odpychają się natomiast różnoimienne przyciągają. Źródłem pola elektrycznego jest pole magnetyczne.

4. Jakie wnioski są z prawa Gaussa dla prawa magnetycznego?

Całkowity strumień magnetyczny przechodzący przez powierzchnię zamkniętą równa się zeru. Fakt ten wynika stąd, iż pole magnetyczne jest bezźródłowe - nie istnieją ładunki magnetyczne, dywergencja pola jest wszędzie równa zero.

Prawo Gaussa.

Strumień natężenia pola elektrycznego (szybkość przepływu przez powierzchnię), przenikający przez dowolną powierzchnię zamkniętą w jednorodnym środowisku o bezwzględnej przenikalności dielektrycznej ε, jest równy stosunkowi całkowitego ładunku znajdującego się wewnątrz tej powierzchni do wartości tejże przenikalności.

5. Co to jest fala elektromagnetyczna?

Rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego. Zaburzenie to ma charakter fali poprzecznej, w której składowa elektryczna i magnetyczna są prostopadłe do siebie, a obie są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się promieniowania. Oba pola indukują się wzajemnie – zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmienne pole magnetyczne, a zmieniające się pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne. Źródłem zmiennego pola elektromagnetycznego jest przyspieszający ładunek elektryczny. Najczęściej źródłem tego promieniowania jest ładunek wykonujący drgania.

6. Co to jest światło?

Rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, obejmujacego zakres fal o długości od 10 nm do 1 mm, podzielony z kolei na trzy zakresy: podczerwień, światło widzialne i ultrafiolet, z czego światło widzialne znajduje się w zakresie od ok. 400 - 800 nm.

7. W jakich zjawiskach przejawia się korpuskularna natura światła?

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Zjawisko Comptona (zjawisko rozpraszania promieniowania X (rentgenowskiego) i promieniowania gamma, czyli promieniowania elektromagnetycznego o dużej częstotliwości, na swobodnych lub słabo związanych elektronach, w wyniku którego następuje zwiększenie długości fali promieniowania)

8. Sens fizyczny funkcji falowej.

W mechanice kwantowej wszystko opisane jest za pomocą wielkości zwanej funkcją falową, czyli podobnym do fali opisem elektronu, fotonu lub innej cząsteczki. Wartość amplitudy funkcji falowej w pewnym punkcie odpowiada prawdopodobieństwu znalezienia cząstki w tym punkcie.

Jeżeli mamy funkcję falową z maksimum, z szybko malejącą wartością amplitudy po obu jego stronach, wtedy powiemy, że prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w maksimum jest największe, a po obu jego stronach znacznie mniejsze.

9. Zasada nieoznaczoności Heisenberga.

Ponieważ obiekty kwantowe nie mogą być obserwowane bez jednoczesnej ich zmiany, nie jest możliwe zmierzenie pewnych wielkości jednocześnie. Na przykład, nie można w tym samym momencie poznać położenia i prędkości danego obiektu. Im dokładniej poznaje się wartość położenia, tym mniej pewna staje się jego prędkość i odwrotnie.

(delta)x * (delta)v >(lub równe) h/4(pi)m

• (delta)x - niepewność naszej wiedzy o położeniu cząstki
• (delta)v - niepewność naszej wiedzy o prędkości cząstki
• h - stała Plancka
• m - masa cząsteczki

W konsekwencji fizycy opisują układy kwantowo - mechaniczne w terminach prawdopodobieństwa. Np. największe prawdopodobieństwo jest, że cząstka po 10 minutach znajduje się 45 m dalej.

10. Jaką rolę spełnia równanie Schrodingera w fizyce kwantowej?

Równanie falowe Schrödingera określa prawdopodobieństwo z jakim jest możliwe przeniknięcie przez barierę potencjału w efekcie tunelowym.

11. Linie sił pola magnetycznego.

Graficzny sposób przedstawiania pola magnetycznego. Biegną od bieguna N do bieguna S. Są zamknięte co świadczy o bezźródłowości pola magnetycznego.

12. Co to są fale spójne?

... to fale, których różnica faz jest stała w czasie. Fale takie muszą mieć jednakowe częstotliwości.

13. Na czym polego dyfrakcja fali elektromagnetycznej?

Odchylenie się fali od prostolinijnego kierunku rozchodzenia się po napotkaniu przeszkody. Ugięcie się fali na krawędzi tej przeszkody.

14. Efekt fotoelektryczny zewnętrzny.

Polega na wybijaniu elektronów z powierzchni przedmiotu po naświetleniu go promieniowaniem elektromagnetycznym (np. światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju materiału.

15. Co daje rozwiązanie równania Schrodingera?

Energia elektronu znajdującego się w jamie potencjału nie może być dowolna. Może ona mieć tylko punktowe wartości własne.

16. Na czym polega efekt tunelowy?

Zjawisko przejścia cząstki przez barierę potencjału o wysokości większej niż energia cząstki, opisane przez mechanikę kwantową. Z punktu widzenia fizyki klasycznej stanowi paradoks łamiący klasycznie rozumianą zasadę zachowania energii (w układzie izolowanym suma składników wszystkich rodzajów energii całości (suma energii wszystkich jego części) układu jest stała (nie zmienia się w czasie)), gdyż cząstka przez pewien czas przebywa w obszarze zabronionym przez zasadę zachowania energii.

Równania Maxwella:

• Ładunki różnoimienne przyciągają się, a jednoimienne - odpychają (prawo Coulomba).
• Nie istnieją izolowane bieguny magnetyczne.
• Prąd elektryczny powoduje powstanie pola magnetycznego.
• Zmiana pola magnetycznego może wywołać przepływ prądu elektrycznego.

Model atomu Bohra:

• Elektrony mogą zajmować tylko orbity znajdujące się w ścisłej odległości od jądra.
• Przejście elektronu z niższej orbity na wyższą wymaga dostarczenia energii (absorbcja światła), której kosztem zastanie wykonana praca przeciwko sile przyciągania, jaką jądro wywiera na elektron.
• W odwrotnym przypadku, jeżeli elektron przechodzi z wyższej orbity na niższą, powstaje nadmiar energii, której atom musi się pozbyć (emisja światła).
• Różne pierwiastki mają różne orbity.

Postulat de Broglie'a.

Poruszającą się cząsteczkę można traktować jako falę materii, która przekazuje innej materii energię i pęd. Równanie na długość fali poruszającej się cząsteczki: (alfa)=h/p

Zasada zachowania energii.

W układzie izolowanym suma składników wszystkich rodzajów energii całości (suma energii wszystkich jego części) układu jest stała (nie zmienia się w czasie).

Twierdzenie o pracy i energii.

Praca wykonana przez siłę F działającą na ciało o masie M, jest równa zmianie energii kinetycznej tego ciała.