1. Układ inercjalny– układ odniesienia, względem którego każde ciało, niepodlegające zewnętrznemu oddziaływaniu z innymi ciałami, porusza się bez przyspieszenia (tzn. ruchem jednostajnym prostoliniowym lub pozostaje w spoczynku). Istnienie takiego układu jest postulowane przez pierwszą zasadę dynamiki Newtonadruga zasada dynamiki newtona
2. Nieinercjalny układ odniesienia – układ odniesienia poruszający się ruchem niejednostajnym względem jakiegokolwiek inercjalnego układu odniesienia. Transformacja równań ruchu z układu inercjalnego do układu nieinercjalnego powoduje, że w równaniu ruchu zapisanym w układzie nieinercjalnym pojawiają się dodatkowe wyrazy, których wartość zależy od ruchu układu nieinercjalnego względem inercjalnego. Wyrazy te mają wymiar siły i dlatego mówimy, że w takim układzie występują pozorne siły. Przykładem takich sił jest siła bezwładności i siła Coriolisa.
3. I zasada dynamiki Newtona(zasada bezwładności) - W inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Bezwładność ciał jest to zdolność ciał do przeciwstawiania się wszelkim zmianom ruchu. Miarą bezwładności jest jego masa.
4. II zasada dynamiki Newtona - Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa jest różna od zera), to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.
5. III zasada dynamiki Newtona - Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało).
6. Siła Coriolisa - jedna z sił bezwładności działająca na ciało znajdujące się w nieinercjalnym (obracającym się) układzie odniesienia. Siła ta ma wpływ na kierunki wiatrów na ziemi.
w – prędkość kątowa. v – prętkość. m – masa ciała
7. Ruch periodyczny (okresowy) - Ruch, ktory powtarza się w regularnych odstępach czasu. Jeśli obiekt porusza się ruchem okresowym tam i z powrotem po tej samej drodze, ruch taki nazywamy drgającym (oscylacyjnym) (wibracyjnym)
9. Ruch harmoniczny prosty - Kiedy siła przywracająca do położenia równowagi jest wprost proporcjonalna do wychylenia z położenia równowagi. równanie oscylatora harmonicznego prostego
10.Częstość drgań tłumionych …….. Amplituda maleje wraz z upływem czasu
Drgania harmoniczne tłumione występują dla wymuszonego oscylatora harmonicznego tłumionego, czyli drgań o jednym stopniu swobody, tłumionych i wymuszonych. Przy tłumieniu i wymuszaniu nie zmieniającym się w czasie układ dochodzi do drgań z częstotliwością wymuszającą i stałą amplitudą. Taka sytuacja zwana jest stanem stacjonarnym.
11. Oscylator harmoniczny tłumiony - W przypadku drgań mechanicznych siłą hamującą (tłumiącą) ruch cząstki jest siła oporu Fop ośrodka. Siła oporu ma zwrot przeciwny do prędkości i w najprostszej postaci jest wprost proporcjonalna do prędkości Fop » v czyli
Fop = g dx/d
12. Rezonans – amplituda rośnie do nieskończoności
Częstotliwość rezonansowa – częstotliwość siły wymuszającej przy której następuje rezonans.
13. Pierwsza zasada termodynamiki
Dla każdego procesu termodynamicznego różnica między ciepłem dostarczonym do układu a pracą wykonaną przez układ zależy tylko od początkowego i końcowego stanu układu
∆V=∆Q-∆W
∆V – ENERGIA WEWNETRZNA
∆Q- CIEPŁO DOSTARCZONE DO UKŁADU
∆W-PRACA WYKONANA PRZEZ UKŁAD
14. Druga zasada termodynamiki
Dla każdego procesu termodynamicznego w którym następuje przejście od jednego stanu równowagowego do drugiego całkowita entropia układu i jego otoczenia nie może maleć
∆S=0 Procesy odwracalne (entropia się nie zmienia)
∆S>0 Procesy nie odwracalne (entropia rośnie)
Konsekwencje drugiej zasady termodynamiki
- niemożliwe jest zbudowanie maszyny cieplnej która podczas jednego cyklu wykonywałaby prace tylko kosztem absorpcji energii cieplnej z rezerwuaru ciepła.
-niemożliwe jest transportowanie ciepła z ciała o niższej temp. Do ciała o wyższej temp. Bez ingerencji z zew.
Entropia – zmiana entropii miedzy dwoma stanami równowagi jest określana przez ilość ciepła ∆Q przekazywaną do układu podczas kwazistatycznego procesu przejścia między tymi stanami dzieloną przez temperaturę bezwzględną układu
15. Cykl Carnota jest cyklem o sprawności największej z możliwych (obieg termodynamiczny, złożony z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych. Cykl Carnota jest obiegiem odwracalnym)
16. Procesy odwracalne – jeśli podczas procesu termodynamicznego entropia (wszechświata) się nie zmienia to jest on odwracalny)
17. Procesy nie odwracalne - jeśli podczas procesu termodynamicznego entropia (wszechświata) się zmienia (rośnie) to jest on nie odwracalny.
18. Ciepło właściwe – ciepło potrzebne do zwiększenia temperatury ciała o jednostkowej masie o jedną jednostkę ΔQ – dostarczone ciepło; m – masa ciała; ΔT – przyrost temperatury
19. Ciepło przemiany fazowej, ciepło przepływające pomiędzy danym układem a jego otoczeniem w trakcie przemiany fazowej (np. topnienia ciała stałego, parowania)
20. Transport ciepła (cieplny przepływ energii) może zachodzić poprzez: Przewodzenie ciepła, Konwekcję, Promieniowanie elektromagnetyczne.
21. Gaz doskonały – to taki który spełnia równanie stanu PV=nRT P- ciśnienie, V-objętość, n- ilość gazu(w molach), R- uniwersalna stała gazowa, T- temperatura.
Definicja mikroskopowa – poza zderzeniami elastycznymi cząstki gazu doskonałego nie oddziaływają na siebie – zasięg oddziaływania jest bardzo krótki.
22. Prawo Gaussa dla pola elektrycznego – Strumień pola elektrycznego przez powierzchnię zamkniętą jest proporcjonalny do ładunku znajdującego się w objętości zamkniętą tą powierzchnią.
23. Prawo Gaussa dla pola magnetycznego – strumien pola magnetycznego przez powierzchnię zamkniętą jest równy zero.
24. Prawo ampera-maxwella - cyrkulacja wektora pola magnetycznego wokół konturu zamkniętego jest równa sumie prądu przewodnictwa i prądu przesunięcia przepływających przez powierzchnię ograniczoną tym konturem
25 Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.
26 Pole magnetyczne — stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu.
27. Współczynnik załamania - n=c/v à stosunek prędkości rozchodzenia się światła w próżni do prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku
28. Siatka dyfrakcyjna – Tworzy ją układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin.
29. Polaryzacja światła
Fala spolaryzowana – to taka fala w której drgania następują tylko w jednym kierunku.
Fala niespolaryzowana to taka fala w której możliwe są dowolne kierunku drgań.
Rodzaje polaryzacji
liniowa – rzut płaszczyzny drgań wektora E jest linią prostą.
Kołowa – końcówki wektora E zakreślają spirale – rzut jest okręgiem
Eliptyczna - uogólnienie polaryzacji kołowej – rzut jest elipsą.
30. Dyfrakcja – jest to zjawisko polegające na zmianie kierunku rozchodzenia się fall w pobliżu bądź na krawędziach przeszkód
31. Dyfrakcja na wąskiej szczelinie – każdy punk wewnątrz szczeliny jest źródłem fali kulistej.
32. Kryterium rozdzielczości Rayleigh - jeśli maximum jednego obrazu dyfrakcyjnego lezy w minimum dugiego to obrazy sa rozdzielone.
33. Transformacja Galileusza – Prawa fizyki muszą być takie same we wszystkich układach inercjalnych (poruszających się bez przyśpieszenia).
W układzie spoczywającym jak i w układzie poruszającym się czas płynie tak samo(t=t)
Transformacja prędkości -
34. Postulaty teori względności Alberta Einsteina
a)Prawa fizyki są jednakowe we wszystkich inercjalnych układach odniesienia.
b) prędkość światła w próżni jest taka sama jak we wszystkich inercjalnych układach odniesienia (nie zależy ani od prędkości obserwatora ani od krętości źródła światła)
35. Konsekwencje teori względności – w szczególnej teori względności czas i przestrzeń nie sa absolutne. Zdarzenia jednoczesne w jednym układzie odniesienia nie są jednoczesne w innym układzie. Odległość mierzona miedzy dwoma punktami przestrzeni zależy od wyboru układu odniesienia
36. Dylatacja czasu – czas mierzony w układzie poruszającym się jest krótszy od czasu mierzonego w układzie spoczywającym. Inne sformułowanie zegarki w ruchu chodzą wolniej.
37 Doświadczenie Michelsona-Morleya –Miało wykazać ruch ziemi względem eteru. Doświadczenie to dało wynik negatywny. Eter nie istnieje.
38. Eter – hipotetyczny osrodek w którym miałoby się rozchodzić promieniowanie elektromagnetyczne. Istnienie eteru oznaczałoby istnienie wyróżnionego intencjonalnego, absolutnego układu odniesienia.
39. Skrócenie Lorenza – jeśli obiekt ma długość L’(mierzoną w spoczynku) to w układzie względem którego porusza się on z prędkością v równoległą do długości ulega on skróceniu o czynnik l/γ czyli będzie miał długość L=L’/γ
40 Punkt potrójny – stan, w jakim dana substancja może istnieć w trzech stanach skupienia równocześnie w równowadze termodynamicznej. Punkt ten określony jest przez temperaturę i ciśnienie punktu potrójnego.
41Efekt Comptona - Zjawisko zmiany długości fali promieniowania roentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach
42 Teoria falowa światła – Czestotliwość fali f=1/T Energia fali jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy
43 Dualizm korpuskularno-flowy - Światło w niektórych doświaatczeniach i efekt fotoelektryczny, rozpraszanie Comptona zachowuje się jak strumień cząstek w innych (dyfrakcja, interferencja) zachowuje się jak fala
44 Hipoteza Broiglie’a - z każdą cząstką związana jest fala(materii) o długości λ=h/p. Według hipotezy dualizmu korpuskularno-falowego: każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby jako zbiór cząstek albo jako fala(materii)
45 Efekt fotoelektryczny – z oświetlonej powierzchni materiału (fotokatody) emitowane są elektrony. Różnica potencjału między fotokatodą a fotoanodą przyśpiesza fotoelektrony.
46 Efekt fotoelektryczny – maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów, nie zależy od natężenia światła tylko od jego częstotliwości.
47 Cechy efektu fotoelektrycznego
– Brak emisji fotoelektronów dla częstości niższych niż częstotliwość progowa.
- maksymalne energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła.
- maksymalna energia fotoelektronów rośnie w raz z rosnącą częstotliwością światła.
- brak opóźnienia w emisji fotoelektronów.
48 Interpretacja Einsteina – Energia fali elektromagnetycznej emitowana i pochłonięta jest w porcjach(kwantach energii) Kwant energii światła nazywamy fotonem. Energia pojedynczego fotonu wynosi E=hf h- stała planka f – częstotliwość światła.
Podczas padania światła na powierzchnię metalu jeden foton przekazuje całą swoją energie jednemu elektronowi. hf = W+ E
49 Praca wyjścia – praca wyjscia elektronu zależy od rodzaju substancji jest to najmniejsza energia jaką należy dostarczyć elektronowi aby wydostał się z metalu i stał się elektronem swobodnym nie związanym z żadnym atomem
1 elektronowolt – energia jaką uzyskuje elektron po przyśpieszeniu różnica potencjałów jednego wolta
50 Model Bohra atomu wodoru – Postulaty
- Elektron porusza się wokół protonu po okręgu pod wpływem sił Coulomba.
- Tylko niektóre orbity elektronu są dozwolone. Są to orbity na których elektron nie emituje energii
- Promieniowanie EM jest emitowane podczas przeskoku elektronu z orbity o wyższej energi na orbitę o niższej energii. Emitowana energia nie zależy od częstości ruchu elektronów po orbicie E1 energia początkowa, E2 energia końcowa
- promień orbity wynika ze skwantowania momentu pędu elektronu względem protonu
Promień Bohra – promień atomu wodoru
51 Model Sommerfelda orbity eliptyczne – model Bohra dobrze przewiduje strukturę elektronową wodoru i atomów wodoropodobnych . Zachodzi jednak w przypadku atomów wieloelektrodowych. n- główna liczba kwantów l- orbitalna liczba kwantów
Orbitalna liczba kwantowa może przybierać wartości od 0 do n-1. stany o tej samej liczbie n nazywamy powłokami K, L, M ….itd.
m- magnetyczna liczba kwantowa – może przybierać wartości od -1 do 1
Spinowa liczba kwantowa – opisuje spin elektronu. Dla każdego zestawu liczb kwantowych ń, ł, m możliwe są dwa stany elektronu związane z jego spinem – wewnętrznym momentu pędu. Spinowa liczba kwantowa może przyjmować wartości
Stan elektronu w atomie jest określany przez cztery liczby kwantowe – główną, orbitalną, magnetyczną, spinową
52 Zakaz Pauliego – W atomie nie mogą istniec dwa elektrony o identycznych liczbach kwantowych. Dwa fermiony nie mogą przebywac w jednym stanie kwantowym.
53 Fermiony – cząstki o spinie powłokowym (elektron, proton, neutron)
54 Bozony – cząstki o spinie całkowitym (foton, mezon)(nie podlegają zakazowi pauliego)
55 Rozkład Fermiego-Diraca – określa prawdopodobieństwo obsadzania poziomów energetycznych przez elektrony
56bEnergia Fermiego – maksymalna energia elektronów w temperaturze około zera bezwzględnego
57 Promieniowanie charakterystyczne – powstaje w wybicia elektronu z głębokich poziomów energetycznych a następnie powrót elektronów na poziom niższy
58 Promieniowanie charakterystyczne X – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 10pm-10nm występuje w przypadku ciężkich metali
Emisja wymuszona - Foton o energi ∆E zwiększa prawdopodobieństwo powrotu wzbudzonego atomu do stanu podstawowego. Foton emitowany ma taką samą fazę jak foton padający. Powstaje wiązka światła spójnego.
59 Inwersja obsadzeń - wiecej elektronów jest w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym.
60 Interferencja – nakładanie się fal prowadzące do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy fali wypadkowej.
61 Hipoteza Plancka – Energia promieniowania cieplnego wysyłanego przez ciało doskonale czarne jest emitowane przez oscylatory które mogą mieć określone dyskretne energie. E= nhf f – częstotliwośc drgań oscylatora h – stała Plancka 6,626 * 10 do-34
62 Kryterium rozdzielczości Rayleigh - jeśli maximum jednego obrazu dyfrakcyjnego lezy w minimum dugiego to obrazy sa rozdzielone
63 Doświadczenie Younga – pojedynczy foton przechodzi przez obie szczeliny naraz i interferuje je same ze sobą to samo tyczy się elektronów innych cząstek
64. Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry ciała doskonale czarnego zależą tylko od jego temperatury.
65. Emisja wymuszona – Laser: Foton o Energi ∆E zwiększa prawdopodobieństwo powrotu wzbudzonego atomu do stanu podstawowego. Foton emitowany ma taką samą fazę jak foton padający – powstaje wiązka światła spójnego. Inwersja obsadzeń – więcej elektronów jest w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym.
66. Funkcja falowa cząstki ψ jest zespoloną funkcją położenia cząstki t czasu.
...
mechatronikaukw