Untitled Flashcards Set

Pierwsza zasada dynamiki Newtona

Jeśli na ciało nie działa siła, lub siły się równoważą, ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Druga zasada dynamiki Newtona

Przyspieszenie ciała jest proporcjonalne do działającej siły i odwrotnie proporcjonalne do masy (F=ma).

Trzecia zasada dynamiki Newtona

Każda akcja wywołuje równą co do wartości i przeciwnie skierowaną reakcję.

Bryła sztywna

Obiekt, którego kształt i rozmiar nie zmieniają się pod wpływem sił.

Środek masy

Punkt, w którym skupiona jest całkowita masa ciała.

Środek ciężkości

Punkt, w którym działa wypadkowa siła grawitacji.

Prawo Hooke’a

Odkształcenie ciała jest proporcjonalne do działającej na nie siły, dopóki nie zostanie przekroczona granica sprężystości (F=kx).

Odkształcenie

Zmiana kształtu ciała pod wpływem siły.

Moment siły

Iloczyn siły i odległości od osi obrotu.

Naprężenie

Siła działająca na jednostkę powierzchni.

Moduł sprężystości

Stosunek naprężenia do odkształcenia w zakresie sprężystym (np. moduł Younga).

Plastyczność

Zdolność ciała do trwałego odkształcenia bez pęknięcia.

Sprężystość

Zdolność ciała do powrotu do pierwotnego kształtu po usunięciu siły.

Izotropowość

Właściwości fizyczne jednakowe we wszystkich kierunkach.

Anizotropowość

Właściwości fizyczne różne w różnych kierunkach.

Dyslokacja

Błąd struktury kryształu, powodujący osłabienie materiału.

Zachowanie bimetali pod wpływem temperatury

Bimetale (dwa różne metale złączone razem) wyginają się przy zmianie temperatury, ponieważ każdy z nich rozszerza się w innym stopniu.

Anomalna rozszerzalność cieplna wody

Woda kurczy się podczas ochładzania od 4°C do 0°C, co powoduje wzrost jej gęstości w tym zakresie, a poniżej 0°C rozszerza się przy zamarzaniu.

Naprężenia cieplne I i II rodzaju

I rodzaju: Powstają przez różnice temperatur w materiale (np. szybkie schładzanie). II rodzaju: Są wynikiem nierównomiernego rozszerzania na poziomie mikrostruktury.

Skutki naprężeń cieplnych

Skutki: pękanie, deformacje lub zmęczenie materiału.

Współczynnik rozszerzalności objętościowej gazów

Opisuje, jak zmienia się objętość gazu w zależności od temperatury przy stałym ciśnieniu.

Równanie Clapeyrona

pV=nRT, gdzie p – ciśnienie, V – objętość, T – temperatura, n – liczba moli, R – stała gazowa.

Rodzaje przemian gazowych

Izotermiczna: Temperatura stała. Izobaryczna: Ciśnienie stałe. Izohoryczna: Objętość stała. Adiabatyczna: Brak wymiany ciepła z otoczeniem.

Proces kwazistatyczny

Przebiega bardzo wolno, pozwalając układowi na ciągłą równowagę termodynamiczną.

Proces iniekwazistatyczny

Przebiega szybko, co uniemożliwia zachowanie równowagi.

Ciepło

Energia przekazywana między ciałami na skutek różnicy temperatur.

Ciepło właściwe

Ilość ciepła potrzebna do podgrzania jednostki masy substancji o 1°C.

Entropia

Miara nieuporządkowania układu, określa kierunek procesów spontanicznych.

Energia

Zdolność układu do wykonania pracy lub dostarczenia ciepła.

Punkt krytyczny

Temperatura i ciśnienie, powyżej których ciecz i gaz nie różnią się.

Punkt potrójny

Warunki, w których trzy fazy współistnieją.

Roztwór stały

Jednorodna mieszanina w stanie stałym.

Nadstruktura

Uporządkowanie atomów w sieci krystalicznej.

Likwidus

Temperatura, powyżej której substancja jest w pełni ciekła.

Solidus

Temperatura, poniżej której substancja jest w pełni stała.

Zasada zerowa termodynamiki

Jeśli dwa układy są w równowadze z trzecim, są też w równowadze ze sobą.

Pierwsza zasada termodynamiki

Energia nie może być stworzona ani zniszczona (ΔU=Q−W).

Druga zasada termodynamiki

Entropia w izolowanym układzie zawsze rośnie.

Trzecia zasada termodynamiki

W temperaturze zera bezwzględnego entropia doskonałego kryształu wynosi zero.

Przemiany fazowe drugiego rodzaju

Zachodzą bez zmiany entalpii, np. przejścia porządek-nieporządek w strukturze materiału.

Reguła faz Gibbsa

Wyznacza liczbę niezależnych parametrów w układzie fazowym: F=C−P+2.

Równowaga termodynamiczna

Warunki: równowaga termiczna (temperatura stała), równowaga mechaniczna (ciśnienie stałe), równowaga chemiczna (potencjał chemiczny równy).

Fazy płynne

Ciecze zwykłe: Zachowują płynność w zakresie temperatur. Ciecze nadkrytyczne: Płyny w warunkach powyżej punktu krytycznego, łączące cechy gazów i cieczy.

Oddziaływania międzycząsteczkowe w kryształach

Kowalencyjne, jonowe, metaliczne, van der Waalsa.

Przemiany fazowe pierwszego rodzaju

Zachodzą ze zmianą entalpii i dyskretną zmianą właściwości fizycznych (np. topnienie, parowanie).

Prawo Raoulta

Ciśnienie pary nad roztworem jest proporcjonalne do ułamka molowego rozpuszczalnika.

Prawo Henry’ego

Rozpuszczalność gazu w cieczy rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia gazu nad cieczą (c=k⋅p).

Cechy charakterystyczne promieniowania elektromagnetycznego

Fale radiowe: Najdłuższe fale, używane w komunikacji. Podczerwień: Promieniowanie cieplne, wykrywane przez kamery termowizyjne. Światło widzialne: Zakres widziany przez ludzkie oko (400–700 nm). Ultrafiolet: Promieniowanie o wyższej energii, powoduje opalanie skóry. Promienie Roentgena: Krótkie fale przenikające przez ciało, stosowane w diagnostyce.

Zasada Huygensa

Każdy punkt czoła fali działa jak źródło nowych fal kulistych, a nowa fala powstaje jako ich obwiednia.

Bezwzględny współczynnik załamania światła

Stosunek prędkości światła w próżni do prędkości w danym ośrodku

Względny współczynnik załamania światła

Stosunek prędkości światła między dwoma ośrodkami

Zasada Fermata

Światło wybiera drogę, która zajmuje najmniej czasu, przechodząc przez różne ośrodki.

Prawo odbicia światła

Kąt odbicia jest równy kątowi padania (θi=θr), a oba kąty leżą w jednej płaszczyźnie.

Prawo załamania światła (Snelliusa)

Stosunek sinusów kątów padania i załamania jest równy stosunkowi współczynników załamania

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia

Zachodzi, gdy światło przechodzi z gęstszego ośrodka do rzadszego, a kąt padania przekracza kąt graniczny

Przechodzenie światła jednobarwnego przez pryzmat

Światło załamuje się na powierzchniach pryzmatu, a kąt załamania zależy od długości fali; krótsze fale (fioletowe) załamują się bardziej niż dłuższe (czerwone).

Zjawisko powstawania tęczy

Tęcza powstaje przez załamanie, odbicie wewnętrzne i rozszczepienie światła w kroplach wody; każda kropla rozszczepia światło na różne kolory.

Światło

Fala elektromagnetyczna widzialna dla oka (400–700 nm).

Kąt graniczny

Największy kąt padania, dla którego występuje całkowite wewnętrzne odbicie.

Polaryzacja

Uporządkowanie drgań fali świetlnej w określonym kierunku.

Polaryzator

Urządzenie przepuszczające tylko fale o określonej polaryzacji.

Rodzaje soczewek

1. Skupiające: Wypukłe, skupiają promienie świetlne (np. soczewka dwuwypukła). 2. Rozpraszające: Wklęsłe, rozpraszają promienie świetlne (np. soczewka dwuwklęsła).

Rodzaje zwierciadeł

1. Płaskie: Dają obrazy pozorne, proste, i tej samej wielkości. 2. Wklęsłe: Mogą dawać obrazy rzeczywiste lub pozorne, w zależności od odległości przedmiotu. 3. Wypukłe: Zawsze tworzą obrazy pozorne, pomniejszone i proste.

Powstawanie obrazu przez soczewkę i zwierciadło

Do konstrukcji obrazu używamy: 1. Promienia równoległego do osi optycznej (załamuje się/skupia w ognisku). 2. Promienia przechodzącego przez środek optyczny (nie zmienia kierunku). 3. Promienia przechodzącego przez ognisko (załamuje się równolegle do osi).

Rodzaje obrazów

1. Rzeczywisty: Powstaje po tej samej stronie co ekran, gdy światło rzeczywiście się przecina. 2. Pozorny: Powstaje, gdy promienie tylko zdają się przecinać. 3. Powiększony: Gdy obraz jest większy niż przedmiot (np. soczewki skupiające w mikroskopach). 4. Pomniejszony: Gdy obraz jest mniejszy (np. wypukłe zwierciadła). 5. Odwrócony: Gdy obraz jest do góry nogami w stosunku do przedmiotu. 6. Prosty: Gdy obraz ma taką samą orientację jak przedmiot.

Załamanie na powierzchni wypukłej i płaskiej

1. Wypukła: Skupia promienie świetlne (np. w soczewkach skupiających). 2. Płaska: Nie zmienia kąta padania i załamania, promienie są równoległe.

Wady soczewek

1. Aberracja sferyczna: Promienie dalekie od osi skupiają się w różnych punktach. 2. Aberracja chromatyczna: Światło o różnych długościach fali załamuje się pod różnymi kątami. 3. Aberracja komatyczna: Obrazy punktowe są wydłużone i przypominają kometę. 4. Dystorsja: Zniekształcenie geometryczne (beczkowate lub poduszkowate).

Efekt stroboskopowy

Zjawisko pozornego spowolnienia lub zatrzymania ruchu, gdy obiekt jest oświetlany światłem pulsującym w odpowiednich odstępach czasu.

Ogniskowa soczewki

Odległość od środka soczewki do punktu ogniskowania.

Zdolność skupiająca

Odwrotność ogniskowej (D = 1/f), wyrażana w dioptriach.

Akomodacja

Zdolność oka do zmiany kształtu soczewki.

Punkt bliży

Najbliższy punkt, który oko widzi ostro.

Punkt dali

Najdalszy punkt, który oko widzi ostro bez wysiłku.

Astygmatyzm

Niezdolność oka do skupienia światła w jednym punkcie, spowodowana nieregularnym kształtem rogówki.

Doświadczenie Younga

Polegało na przeprowadzeniu światła przez dwie wąskie szczeliny, co spowodowało powstanie prążków interferencyjnych na ekranie, dowodząc falowej natury światła.

Zmiana fazy fali świetlnej przy odbiciu

1. Zmiana fazy o π (180°) następuje przy odbiciu od ośrodka o większym współczynniku załamania. 2. Brak zmiany fazy przy odbiciu od ośrodka o mniejszym współczynniku załamania.

Interferometr Michelsona: zasada działania

Interferometr dzieli wiązkę światła na dwie części, które odbijają się od luster i ponownie łączą, tworząc obraz interferencyjny. Różnice dróg optycznych pozwalają mierzyć przesunięcia z dużą precyzją.

Holografia a fotografia: różnice i podobieństwa

1. Podobieństwa: Oba wykorzystują światło do zapisu obrazu. 2. Różnice: Holografia zapisuje fazę i amplitudę fali, tworząc trójwymiarowy obraz; fotografia zapisuje jedynie intensywność światła (obraz dwuwymiarowy).

Interferencja

Nakładanie się fal prowadzące do powstania wzmocnień (konstruktywna) lub wygaszeń (destruktywna).

Dyfrakcja

Uginanie się fali na przeszkodach lub szczelinach.

Siatka dyfrakcyjna

Przyrząd z regularnie rozmieszczonymi szczelinami, który rozszczepia światło na różne długości fal.

Przesunięcie fazowe

Różnica faz między dwoma falami.

Pierścienie Newtona

Koliste wzory interferencyjne powstające między soczewką a płaską powierzchnią.

Źródła i detektory światła

Podział źródeł światła ze względu na sposób generacji: 1. Naturalne: Słońce, gwiazdy, płomienie. 2. Sztuczne: Żarówki, świetlówki, LED, lasery.

Podział źródeł ze względu na charakterystyki spektralne

Liniowe: Emitują światło na określonych długościach fal (np. lampy sodowe). Ciągłe: Emitują pełne widmo światła (np. żarówki). Pasmowe: Emitują światło w wybranych zakresach widma (np. diody LED).

Sprawność źródła

Stosunek energii emitowanego światła do energii elektrycznej zużytej.

Sprawność całkowita źródła

Uwzględnia także inne straty, np. emisję ciepła.

I prawo absorpcji: Prawo Lamberta

Natężenie światła maleje wykładniczo w ośrodku pochłaniającym: I = I e^(-αx).

II prawo absorpcji: Prawo Lamberta-Beera

Absorbancja A jest proporcjonalna do stężenia substancji i drogi światła: A=εcl.

Budowa żarówki i oznaczenia na żarówkach

Budowa: Składa się z bańki szklanej wypełnionej gazem, żarnika (wolframowego) oraz oprawki.

Zasada działania świetlówki

W świetlówce prąd powoduje wyładowanie elektryczne w gazie, co emituje promieniowanie UV. Promieniowanie to pobudza luminofor, który emituje światło widzialne.

Zalety i wady świetlówek

Zalety: Energooszczędność, długa żywotność, równomierne światło. Wady: Zawierają rtęć, wymagają czasu na osiągnięcie pełnej jasności, mogą migotać.

Zalety i wady oświetlenia LED

Zalety: Bardzo wysoka sprawność, długa trwałość, szeroka gama kolorów, brak rtęci. Wady: Wyższy koszt początkowy, zależność jakości od producenta.

Lasery: cechy charakterystyczne

Koherencja: Fale świetlne są spójne w fazie. Monochromatyczność: Emitują światło o jednej długości fali. Kierunkowość: Promień jest bardzo wąski i skupiony.

Koherencja źródła

Spójność faz fal emitowanych przez źródło.

Światłość

Strumień świetlny wysyłany w określonym kierunku (cd).

Strumień świetlny

Całkowita moc promieniowania widzialnego (lm).

Luminacja

Jasność powierzchni.

Natężenie oświetlenia

Strumień świetlny padający na jednostkę powierzchni (lx).

Olśnienie

Dyskomfort lub utrata widzenia spowodowane zbyt intensywnym światłem.