Kompletne Repetytorium z Fizyki: Elektryczność, Magnetyzm, Fale i Optyka

Zbiór pojęć z zakresu fizyki obejmujący elektryzowanie, prąd stały, magnetyzm, akustykę oraz optykę, opracowany na podstawie notatek lekcyjnych.

Elektryzowanie ciał

Proces, w którym ciało zyskuje ładunek elektryczny (dodatni lub ujemny), przez co zaczyna przyciągać lub odpychać inne przedmioty.

Ładunek elementarny

Najmniejsza, niepodzielna porcja ładunku elektrycznego w przyrodzie, którą posiada np. jeden elektron.

Kulomb ($C$)

Podstawowa jednostka ładunku elektrycznego w układzie SI.

Szereg tryboelektryczny

Lista materiałów uporządkowana według tendencji do elektryzowania się dodatnio lub ujemnie podczas pocierania.

Swobodne elektrony

Elektrony, które odczepiły się od swoich atomów i mogą swobodnie poruszać się po całym materiale; są głównymi nośnikami prądu w metalach.

Przewodnik

Materiał, w którym ładunki elektryczne mogą się łatwo przemieszczać, np. metale lub woda.

Izolator

Materiał, który nie pozwala ładunkom elektrycznym na swobodne poruszanie się, np. plastik, guma lub szkło.

Zasada zachowania ładunku elektrycznego

Zasada mówiąca, że w układzie zamkniętym całkowity ładunek nie zmienia się – nie można go stworzyć ani zniszczyć, a jedynie przenieść.

Elektroskop

Urządzenie służące do wykrywania, czy dane ciało jest naelektryzowane.

Uziemienie

Połączenie naelektryzowanego ciała z Ziemią za pomocą przewodnika w celu oddania nadmiaru ładunku i zobojętnienia ciała.

Indukcja elektrostatyczna

Elektryzowanie na odległość bez dotykania, polegające na przesuwaniu się ładunków wewnątrz ciała pod wpływem zbliżenia innego naelektryzowanego przedmiotu.

Dipol elektryczny

Układ dwóch równych, ale przeciwnych ładunków ($+$ i $-$) znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie wewnątrz jednego ciała lub cząsteczki.

Prąd elektryczny

Uporządkowany, skierowany w jedną stronę ruch ładunków elektrycznych (najczęściej elektronów).

Napięcie elektryczne ($V$)

Wielkość określana jako różnica potencjałów między dwoma punktami, która – obrazowo – pcha elektrony do ruchu; jednostką jest wolt ($V$).

Natężenie prądu ($A$)

Informacja o tym, jak dużo ładunku przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika w ciągu jednej sekundy; jednostką jest amper ($A$).

Woltomierz i Amperomierz

Przyrządy służące odpowiednio do pomiaru napięcia elektrycznego oraz natężenia prądu.

Umowny kierunek przepływu prądu

Kierunek od plusa ($+$) do minusa ($-$).

Węzeł w obwodzie

Miejsce w obwodzie elektrycznym, w którym łączą się co najmniej trzy przewody i prąd może się rozdzielić.

Połączenie szeregowe

Sposób łączenia elementów jeden za drugim; przerwanie obwodu w jednym miejscu (np. przepalenie żarówki) powoduje zgaśnięcie wszystkich elementów.

Połączenie równoległe

Podłączenie elementów na osobnych gałęziach; awaria jednego elementu nie przerywa pracy pozostałych.

Opór elektryczny (rezystancja)

Właściwość materiału określająca, jak mocno utrudnia on przepływ prądu; jednostką jest om ($\Omega$).

Opór właściwy

Cecha charakterystyczna dla danej substancji, określająca opór stawiany przez przewodnik o konkretnych wymiarach.

Praca prądu elektrycznego

Energia zamieniana przez urządzenie na inny rodzaj (np. ciepło lub światło); jednostką jest dżul ($J$).

Moc prądu elektrycznego ($W$)

Tempo, w jakim urządzenie zużywa energię lub wykonuje pracę; jednostką jest wat ($W$).

Zwarcie (krótkie spięcie)

Sytuacja, gdy przewód fazowy bezpośrednio dotknie neutralnego, powodując gwałtowny wzrost natężenia prądu i ryzyko pożaru.

Bezpiecznik

Element chroniący instalację przed skutkami awarii (np. zwarcia) poprzez automatyczne odcięcie dopływu prądu.

Napięcie skuteczne

Uśredniona wartość napięcia prądu przemiennego, która w polskich gniazdkach wynosi $230\,V$.

Ferromagnetyki

Materiały silnie oddziałujące z magnesem, które mogą zostać trwale namagnesowane, np. żelazo, nikiel i kobalt.

Bieguny magnetyczne

Północny ($N$ – niebieski) i południowy ($S$ – czerwony); tacy sami się odpychają, przeciwni przyciągają.

Elektromagnes

Zwojnica z rdzeniem ferromagnetycznym, która staje się magnesem tylko wtedy, gdy płynie przez nią prąd.

Reguła prawej dłoni

Reguła pozwalająca określić linie pola magnetycznego: jeśli kciuk wskazuje kierunek prądu, zgięte palce wskazują kierunek linii pola.

Ruch drgający

Ruch powtarzający się w czasie, odbywający się tam i z powrotem wokół położenia równowagi.

Okres drgań ($T$)

Czas potrzebny na wykonanie jednego pełnego drgania; jednostką jest sekunda ($s$).

Częstotliwość drgań ($f$)

Liczba pełnych drgań wykonanych w ciągu jednej sekundy; jednostką jest herc ($Hz$).

Amplituda ($A$)

Największe wychylenie ciała z położenia równowagi.

Rezonans akustyczny

Zjawisko pobudzenia do drgań jednego ciała przez falę dźwiękową emitowaną przez inne ciało o takiej samej częstotliwości własnej.

Fala mechaniczna

Zaburzenie rozchodzące się w ośrodku sprężystym, które przenosi energię, ale nie przenosi materii.

Długość fali ($\lambda$)

Odległość między dwoma najbliższymi punktami drgającymi w ten sam sposób, np. między szczytami fal.

Prędkość dźwięku w powietrzu

Wynosi w przybliżeniu $340\,m/s$.

Infradźwięki i Ultradźwięki

Dźwięki niesłyszalne dla człowieka: infradźwięki (poniżej $20\,Hz$) oraz ultradźwięki (powyżej $20\,000\,Hz$).

Fala elektromagnetyczna

Zaburzenie pola elektrycznego i magnetycznego mogące rozchodzić się w próżni z prędkością około $300\,000\,km/s$.

Promień świetlny

Wąski strumień światła przedstawiany jako prosta linia ze strzałką kierunkową.

Cień i Półcień

Obszary powstałe po zablokowaniu światła przez przedmiot; półcień powstaje przy oświetleniu przez rozciągłe źródła światła.

Prawo odbicia światła

Kąt odbicia ($\beta$) jest zawsze równy kątowi padania ($\alpha$).

Rozproszenie światła

Odbicie światła od chropowatej powierzchni we wszystkich kierunkach.

Zwierciadło płaskie

Gładka powierzchnia dająca obraz pozorny, prosty, tej samej wielkości i symetryczny.

Ognisko ($F$)

Punkt, w którym po odbiciu lub załamaniu spotykają się promienie biegnące wcześniej równolegle do osi.

Załamanie światła

Zmiana kierunku biegu promienia przy przejściu między ośrodkami o różnej prędkości światła.

Pryzmat

Szklana bryła o przekroju trójkąta służąca do rozszczepiania światła białego na barwy tęczy.

Soczewka skupiająca

Soczewka grubsza w środku niż na brzegach, zbierająca promienie w ognisku.

Zdolność skupiająca ($Z$)

Odwrotność ogniskowej ($Z = \frac{1}{f}$); jednostką jest dioptria ($D$).

Krótkowzroczność

Wada polegająca na dobrym widzeniu bliskich obiektów; korygowana soczewkami rozpraszającymi (–).

Dalekowzroczność

Wada polegająca na dobrym widzeniu dalekich obiektów; korygowana soczewkami skupiającymi ($+$).

Astygmatyzm

Wada spowodowana niesymetrycznym kształtem rogówki, korygowana soczewkami cylindrycznymi.

Daltonizm

Genetyczna wada polegająca na nieprawidłowym rozpoznawaniu barw.

Kilowatogodzina ($kWh$)

Jednostka energii (zużycia energii elektrycznej) podawana na rachunkach z elektrowni.