FY1 - Fysiikka luonnontieteenä

Alkuräjähdys

Kosmologinen teoria maailmankaikkeuden synnystä. Tärkeimmät teoriaa tukevat havainnot ovat kolmen kelvinin taustasäteily, galaksien loittoneminen ja kevyiden alkuaineiden suhteelliset määrät.

Atomi

Alkuaineen kemiallisesti pienin osa. Sen muodostavat ydin ja sitä ympäröivät elektronit.

Elektroni

Atomin rakenneosa. Sillä on yhden alkeisvarauksen suuruinen negatiivinen sähkövaraus.

Fotoni

Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen.

Klassinen fysiikka

Fysiikan aikakausi, jonka katsotaan alkaneen 1600-luvulta. Se käsittelee mm. mekaniikkaa, lämpöoppia, valo-oppia sekä sähkö- ja magnetismioppia.

Moderni fysiikka

Fysiikan aikakausi, jonka katsotaan alkaneen 1900-luvun alkupuolella. Fysiikkaa, joka perustuu nykyfysiikan keskeisiin teorioihin eli suhteellisuusteoriaan ja kvanttimekaniikkaan.

Musta aukko

Massakeskittymä, jonka gravitaatiovoima on niin suuri, että pakonopeus sen pinnalta ylittää valon nopeuden. Se ei siis lähetä valoa eikä mitään muutakaan säteilyä, jonka avulla se voitaisiin havaita. Sen sijaan siihen syöksyvä tai sen ympärille kertyvä materia ja sen aiheuttamat ilmiöt, kuten voimakas röntgensäteily, voidaan havaita.

Taustasäteily

Esimerkiksi avaruudesta, maaperästä, kasveista, rakennusten seinämistä, ilmasta ja kaikista ihmisistä tulevaa ionisoivaa säteilyä.

Alkuaine

Aine, joka koostuu vain protonimäärältään samanlaisista atomeista.

Auringonpilkku

Auringon pinnassa olevia tummia alueita. Ne aiheutuvat voimakkaista paikallisista magneettikentistä, jotka estävät kuuman aineen nousemisen Auringon pinnalle, jolloin Auringon pinta voi olla sillä kohtaa parikin tuhatta astetta kylmempi kuin muualla.

Etävuorovaikutus

Vuorovaikutus, jossa kappaleet vaikuttavat toisiinsa vaikka eivät koskettaisi toisiaan. Esimerkiksi gravitaatio.

Gluoni

Vahvan vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen.

Gravitaatio

Yksi luonnon perusvuorovaikutuksista. Se vaikuttaa kaikkiin kappaleisiin ja hiukkasiin, joilla on massa.

Gravitoni

Gravitaatiovuorovaikutuksen oletettu välittäjähiukkanen. Sitä ei ole vielä havaittu.

Heikko vuorovaikutus

Yksi luonnon perusvuorovaikutuksista. Sen välittäjähiukkasia ovat välibosonit. Ilmenee mm. beeta-aktiivisuudessa.

Ionisoimaton säteily

Sähkömagneettisen säteilyn aallonpituudeltaan pisimpiä lajeja ultraviolettisäteilystä alkaen.

Ionisoiva säteily

Voi olla lyhytaaltoista sähkömagneettista säteilyä tai hiukkassäteilyä. Säteilyä, jolla on riittävästi energiaa, jotta se pystyy irrottamaan atomeista elektroneja tai rikkomaan aineen molekyylejä.

Kenttä

Käytetään klassisessa fysiikassa etävuorovaikutuksen kuvaamiseen. Sitä kuvataan kenttäviivoilla, joiden suunta kuvaa vuorovaikutukseen liittyvän voiman suuntaa ja tiheys kentän voimakkuutta.

Kosketusvuorovaikutus

Vuorovaikutus, jossa kappaleet koskettavat toisiaan. Makromaailmaan liittyvä malli.

Kvarkki

Kvarkkeja on kuutta eri lajia: ylöskvarkki u, alaskvarkki d, outokvarkki s, lumokvarkki c, tosikvarkki (huippukvarkki) t ja kauniskvarkki (pohjakvarkki) b. Protonit ja neutronit koostuvat kvarkeista.

Magneettinen vuorovaikutus

Osa sähkömagneettista vuorovaikutusta. Se on etävuorovaikutus.

Neutroni

Sähkövaraukseton, atomin ytimessä oleva hiukkanen.

Paino

Kappaleeseen kohdistuva gravitaatiovuorovaikutuksesta aiheutuva voima.

Perusvuorovaikutukset

Gravitaatiovuorovaikutus, sähkömagneettinen vuorovaikutus, vahva vuorovaikutus ja heikko vuorovaikutus.

Protoni

Atomin ytimessä oleva positiivisesti varattu hiukkanen.

Revontulet

Ilmakehän valoilmiöitä, jotka syntyvät Auringosta tulevien varattujen hiukkasten (aurinkotuuli) virittäessä ilmakehän molekyylejä. Kun viritystilat purkautuvat, molekyylit säteilevät valoa. Niitä on eniten napa-alueiden läheisyydessä, jonne Maan magneettikenttä ohjaa aurinkotuulen hiukkasia.

Suhteellisuusteoria

Suhteellisuusteorialla tarkoitetaan kahta Albert Einsteinin kehittämää teoriaa, suppeaa ja yleistä suhteellisuusteoriaa, jotka muuttivat käsityksen ajan ja avaruuden luonteesta. Suppea suhteellisuusteoria kuvaa liikettä paremmin kuin Newtonin liikelait silloin, kun nopeus on lähellä valonnopeutta. Sen lähtökohta on oletus, että valolla on tyhjiössä aina sama nopeus riippumatta valonlähteen nopeudesta. Suhteellisuusteorian mukaan aikavälit ja välimatkat ovat suhteellisia eli riippuvat mittaajan nopeudesta. Yleinen suhteellisuusteoria on teoria gravitaatiolle. Sen mukaan gravitaatio johtuu avaruuden ja ajan sisäisistä ominaisuuksista, aika−paikka-avaruuden "kaareutumisesta", jonka esim. Auringon massa aiheuttaa ympärillään. Gravitaatioon ei tämän teorian mukaan liity voimaa, toisin kuin Newtonin gravitaatiolaissa.

Sähkö

Sähkövaraukseen ja sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen liittyvä luonnonilmiö. Voidaan hyödyntää mm. energiansiirrossa.

Sähkömagneettinen vuorovaikutus

Käsittää sekä sähköiset että magneettiset vuorovaikutukset. Yksi perusvuorovaikutuksista. Sen välittäjähiukkanen on fotoni.

Vahva vuorovaikutus

Kvarkkien välinen vuorovaikutus, joka pitää kvarkit toisiinsa sitoutuneina. Ytimet koossa pitävä ydinvoima on vahvan vuorovaikutuksen aiheuttama, protonin ja neutronin ulkopuolelle ulottuva jäännösvoima.

Voima

Kappaleen ja sen ympäristön väliset vuorovaikutukset ilmenevät kappaleeseen kohdistuvina voimina. Voima aiheuttaa kappaleen kiihtyvyyden.

Vuorovaikutus

Vuorovaikutus on esimerkiksi kahden kappaleen tai hiukkasen vaikutussuhde, jossa molemmat osapuolet vaikuttavat toisiinsa. Vuorovaikutus voi ilmetä kappaleiden liikkeen tai muodon muuttumisena. Kappale voi olla samanaikaisesti osallisena useassa vuorovaikutuksessa. Vuorovaikutukset voidaan jakaa kosketusvuorovaikutuksiin ja etävuorovaikutuksiin. Vuorovaikutus ilmenee kappaleeseen kohdistuvana voimana, myös hiukkasten muuttumisina toisiksi hiukkasiksi.

Ydinvoima

Ytimessä nukleonien välillä vallitseva voima. Se on vahvan vuorovaikutuksen aiheuttama.

Massa

Kappaleen hitauden ja gravitaatiovuorovaikutuksen mitta.

Matka

Kappaleen kulkureitin pituus sen siirtyessä paikasta toiseen.

Merkitsevät numerot

Ilmaisevat likiarvon tarkkuuden. Kaikki numerot paitsi desimaaliluvun alussa olevat nollat ja pääsääntöisesti kokonaisluvun lopussa olevat nollat.

Skalaarisuure

Suure, jolla on vain suuruus, joka voidaan ilmaista yhden luvun ja yksikön avulla. Esimerkiksi lämpötila, paine ja aika.

Suure

Ilmiön, kappaleen tai aineen mitattavissa oleva ominaisuus. Suureella on lukuarvo ja yksikkö.

Vektorisuure

Suure, jolla on sekä suuruus että suunta. Esimerkiksi nopeus, kiihtyvyys ja voima.

Aurinko

Aurinkokuntamme keskus, joka on Maata lähin tähti.

Aurinkokunta

Järjestelmä, johon kuuluvat Auringon lisäksi planeetat ja plutoidit kuineen, asteroidit, komeetat, meteoroidit sekä planeettojen välinen kaasu ja pöly.

Aurinkotuuli

Auringosta tulevaa varattujen hiukkasten virtaa.

Galaksi

Järjestelmä, joka muodostuu tähdistä, tähtien kiertolaisista, kaasusta ja pölystä. Useimmat ovat rakenteeltaan spiraalimaisia, kuten Linnunrata, tai ellipsimäisiä.

Galaksijoukko

Galaksien ryhmä, jotka muodostavat vielä suurempia kokonaisuuksia, superjoukkoja.

Komeetta

Eli pyrstötähti on pienehkö aurinkokunnan kappale, joka koostuu pääasiassa jäästä. Kun se tulee radallaan kyllin lähelle Aurinkoa, Auringon energia höyrystää sen ytimestä ainetta ja puhaltaa sitä Auringosta poispäin; sille syntyy pyrstö. Ne kiertävät Aurinkoa hyvin soikeilla radoilla.

Linnunrata

Galaksi, jossa Aurinkokunta sijaitsee. Sauvaspiraaligalaksi. Kattaa noin 300 miljardia tähteä, joista yksi on Aurinko.

Meteori

Maan ilmakehään osuvan, usein hiekanjyväsen kokoisen kappaleen aiheuttama valoilmiö, tähdenlento.

Meteoriitti

Maan pinnalle avaruudesta pudonnut kivimäinen kappale.

Meteoroidi

Avaruudessa liikkuva aurinkokunnan pienkappale.

Painovoima

Gravitaation (vuorovaikutuksen) suomenkielisenä vastineena käytetään toisinaan sanaa painovoima, ja joskus painovoimalla tarkoitetaan myös gravitaation aiheuttamaa voimaa.

Tähdenlento

Valoilmiö (meteori), joka syntyy, kun pieni kivi (meteoroidi) törmää ilmakehään suurella nopeudella ja kuumenee ilman kitkan vaikutuksesta niin kuumaksi että lähettää valoa.

Tähti

Kaasumaisia kappaleita. Ne tuottavat fuusiolla itse säteilemänsä valon.

Tähtitieteellinen yksikkö

Tähtitieteellinen yksikkö 1 au = 149,5979 Gm on Maan keskietäisyys Auringosta.

Valovuosi

Valon vuodessa kulkema matka. 1 valovuosi = 9,46055 Pm.

Ydin

Atomin muodostavat ydin ja sitä kiertävät elektronit. Atomin massasta 99,9 % on ytimessä, mutta silti atomin halkaisija on 10 000-kertainen ytimen halkaisijaan verrattuna.

Karkea virhe

Virhe, joka on seurausta mittausvälineen epätarkoituksenmukaisesta ja väärästä käsittelystä tai lukemavirheestä.

Systemaattinen virhe

Virhe, joka toistuu samanlaisena eri mittauskerroilla.

Satunnainen virhe

Virhe, joka esiintyy jokaisessa mittauksessa.

Mittauksen absoluuttinen virhe

Kertoo, kuinka paljon mittaustulos enintään poikkeaa suureen mitatusta arvosta.

Mittauksen suhteellinen virhe

Ilmaisee, kuinka suuri (absoluuttinen) virhe on suhteessa mittaustulokseen.

Ekstrapolointi

Kuvaajaa jatketaan alueelle, josta mittaustuloksia ei ole.

Graafinen tasoitus

Mittaustulosten avulla piirretään kuvaaja, joka kuvaa suureiden välistä yhteyttä mahdollisimman hyvin.

Interpolointi

Kuvaajalta määritetään arvoja havaintopisteiden väliltä.

Malli

Yksinkertaistus tutkittavasta ilmiöstä.

Lineaarinen malli

Suoraviivainen malli. Fysiikan yksinkertaisin graafinen malli. Siinä suureiden välistä riippuvuutta kuvataan suoralla.

Nopeus

Suoran fysikaalinen kulmakerroin t,x-koordinaatistossa ilmaisee tasaisessa liikkeessä olevan kappaleen nopeuden v = Δx/Δt, jossa Δx = x2 − x1 on paikan muutos eli siirtymä paikasta x1 paikkaan x2 ja Δt = t2 − t1 siirtymään kulunut aika.

Tiheys

Aineen tiheys on ρ = m/V, jossa m on massa ja V tilavuus. Tiheyden yksikkö on 1 kg/m3.

Fysikaalinen kulmakerroin

Kuvaajasuoran fysikaalinen kulmakerroin on pystyakselilla olevan suureen muutos jaettuna vaaka-akselilla olevan suureen muutoksella. Se ilmentää suoran jyrkkyyttä.

Siirtymä

Kappaleen paikan muutos.

Vauhti

Oikea termi kuvaamaan liikettä silloin, kun liikkeen suuntaan ei kiinnitetä huomiota ja vain kuljetun matkan pituudella on merkitystä. Kappaleen keskivauhti on v = s/t, jossa s on kappaleen kulkema matka ja t matkaan kulunut aika eli liikkeen kesto.