Fizyka — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.
Dylatacja czasu:
Efekty szczególnej teorii względności są zauważalne przy prędkościach:
Oblicz czynnik $\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}$ dla $v=0{,}6 c$.
Wzór $E=m c^2$ wiąże:
Zegar w rakiecie odmierzył $4\,\mathrm{s}$ (czas własny), a rakieta leci z $v=0{,}8 c$. Ile czasu upłynęło dla obserwatora nieruchomego?
Równoważność masy i energii:
Energia wiązania jądra wynika z:
Oblicz energię odpowiadającą masie $2\,\mathrm{kg}$ ($c=3\cdot10^8\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$).
Największą energię wiązania na nukleon mają jądra:
W reakcji jądrowej ubytek masy wynosi $0{,}002\,\mathrm{kg}$. Oblicz wyzwoloną energię ($c=3\cdot10^8$).
Prawo rozpadu:
Po jednym czasie połowicznego rozpadu pozostaje:
Jaki ułamek jąder pozostanie po $3$ czasach połowicznego rozpadu?
Czas połowicznego rozpadu izotopu to $8$ dni. Po $16$ dniach pozostanie:
Próbka zawiera $800$ jąder, a czas połowicznego rozpadu to $5$ dni. Ile jąder pozostanie po $15$ dniach?
Prawo załamania (Snella):
Współczynnik załamania ośrodka:
Światło pada z próżni ($n_1=1$) do szkła ($n_2=1{,}5$) pod kątem $30^\circ$. Oblicz $\sin\alpha_2$.
Przy przejściu do ośrodka gęstszego optycznie promień:
Oblicz prędkość światła w ośrodku o współczynniku załamania $n=2$ ($c=3\cdot10^8\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$).
Równanie soczewki:
Ogniskowa soczewki $f=0{,}2\,\mathrm{m}$. Oblicz zdolność skupiającą.
Przedmiot ustawiono $x=0{,}3\,\mathrm{m}$ przed soczewką o $f=0{,}2\,\mathrm{m}$. Oblicz odległość obrazu.
Przedmiot $x=0{,}2\,\mathrm{m}$, obraz $y=0{,}4\,\mathrm{m}$. Powiększenie wynosi:
Soczewka $f=10\,\mathrm{cm}$, przedmiot w odległości $15\,\mathrm{cm}$. Oblicz odległość obrazu i powiększenie.
Energia fotonu:
Równanie Einsteina dla efektu fotoelektrycznego:
Oblicz energię fotonu o częstotliwości $6\cdot10^{14}\,\mathrm{Hz}$ ($h=6{,}6\cdot10^{-34}\,\mathrm{J\,s}$).
Efekt fotoelektryczny zachodzi, gdy energia fotonu jest:
Foton o energii $5\cdot10^{-19}\,\mathrm{J}$ pada na metal o pracy wyjścia $3\cdot10^{-19}\,\mathrm{J}$. Oblicz energię kinetyczną wybitego elektronu.
Kąt padania równa się kątowi odbicia.
$n_1\sin\alpha_1=n_2\sin\alpha_2$.
$n=\frac{c}{v}$ — stosunek prędkości światła w próżni do prędkości w ośrodku.
Zachodzi przy przejściu do ośrodka rzadszego, gdy kąt przekroczy kąt graniczny.
$\sin\alpha_{gr}=\frac{n_2}{n_1}$.
Światłowody.
Płaskie, wklęsłe (skupiające) i wypukłe (rozpraszające).
$\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{f}$, gdzie $f=\frac{r}{2}$.
Zależą od położenia przedmiotu względem ogniska.
$\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{f}$.
$D=\frac{1}{f}$, w dioptriach.
$p=\frac{y}{x}$.
Soczewka skupiająca dająca powiększony obraz pozorny.
Układ obiektywu i okularu — duże powiększenie małych obiektów.
Obserwacja odległych obiektów.
Nakładanie się fal świetlnych daje jasne i ciemne prążki.
Różnica dróg równa wielokrotności $\lambda$.
Doświadczenie potwierdza falową naturę światła.
Uginanie światła na szczelinach i przeszkodach.
Wiele równoległych szczelin; warunek maksimów: $d\sin\alpha=k\lambda$.
Pomiar długości fali, spektroskopia.
Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego fali.
Polaryzacja świadczy, że światło jest falą poprzeczną.
Okulary polaryzacyjne, ekrany LCD.
Elektron krąży po dozwolonych orbitach bez wypromieniowania energii.
Przy przeskoku między orbitami atom emituje lub pochłania foton o energii $\Delta E=h f$.
Energia atomu przyjmuje tylko określone wartości.
Zbiór ostrych linii charakterystycznych dla pierwiastka.
Powstają przy emisji lub pochłanianiu fotonów.
Analiza składu chemicznego (spektroskopia).
Wybijanie elektronów z metalu przez padające światło.
Kwant światła o energii $E=h f$.
$h f=W+E_k$ (praca wyjścia i energia kinetyczna elektronu).
Wykazuje cechy falowe (interferencja) i korpuskularne (foton).
W różnych zjawiskach ujawnia się jedna z natur.
Także cząstki mają właściwości falowe.
Każdej cząstce odpowiada fala o długości $\lambda=\frac{h}{p}$.
Dyfrakcja elektronów na kryształach.
Podstawa mechaniki kwantowej i mikroskopu elektronowego.
Protony i neutrony; liczba atomowa $Z$ i masowa $A$.
Jądra o tej samej liczbie protonów, różnej liczbie neutronów.
Krótkozasięgowe, silniejsze od odpychania elektrostatycznego.
Masa jądra jest mniejsza od sumy mas nukleonów.
$E=\Delta m\,c^2$ (z równoważności masy i energii).
Największa energia wiązania na nukleon dotyczy jąder o średnich masach (żelazo).
Emisja jądra helu; liczba masowa maleje o 4.
Zamiana neutronu w proton z emisją elektronu.
Wysokoenergetyczne fotony towarzyszące rozpadom.
$N=N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{t/T}$.
$T$ — czas, po którym rozpada się połowa jąder.
Datowanie izotopowe (np. węgiel C-14).
Podział ciężkiego jądra na lżejsze z wydzieleniem energii; reakcja łańcuchowa w reaktorach.
Łączenie lekkich jąder (np. w gwiazdach) uwalnia ogromną energię.
Energia pochodzi z ubytku masy.
Prawa fizyki są jednakowe we wszystkich układach inercjalnych.
Prędkość światła w próżni jest stała i niezależna od ruchu źródła.
Względność czasu i długości.
Czas w poruszającym się układzie płynie wolniej dla zewnętrznego obserwatora.
$t=\frac{t_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$.
Dłuższy czas życia szybkich mionów.
Ciało poruszające się skraca się w kierunku ruchu.
$l=l_0\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}$.
Efekt istotny dopiero przy prędkościach bliskich prędkości światła.
$E=m c^2$.
Masa jest formą energii; mogą się w siebie zamieniać.
Wyjaśnia energię reakcji jądrowych i gwiazd.
Słońce, osiem planet, księżyce, planetoidy i komety.
Planety krążą po orbitach zgodnie z prawami Keplera.
Gwiazda, w której zachodzi synteza jądrowa.
Synteza jądrowa wodoru w hel we wnętrzu gwiazdy.
Od obłoku gazu przez ciąg główny po czerwonego olbrzyma.
Biały karzeł, gwiazda neutronowa lub czarna dziura.
Ogromne układy gwiazd, gazu i pyłu związane grawitacją.
Nasza spiralna galaktyka.
Spiralne, eliptyczne i nieregularne.
Galaktyki oddalają się tym szybciej, im są dalej.
Wszechświat powstał i rozszerza się od kilkunastu miliardów lat.
Mikrofalowe promieniowanie tła.
Co liczy: wydłużenie czasu dla poruszającego się układu.
Co liczy: energię wiązania z deficytu masy jądra.
Co liczy: długość fali stowarzyszonej z cząstką o pędzie $p$.
Co liczy: kąt graniczny całkowitego wewnętrznego odbicia.
Co liczy: prędkość oddalania galaktyk rosnącą z odległością.
Co liczy: liczbę jąder po czasie $t$; $T$ — czas połowicznego rozpadu.
Co liczy: załamanie światła na granicy ośrodków; $n=\frac{c}{v}$.
Co liczy: bilans energii fotonu: praca wyjścia i energia elektronu; foton $E=hf$.
Co liczy: położenie obrazu; zdolność skupiająca $D=\frac{1}{f}$.
Co liczy: energię odpowiadającą masie.
Co liczy: położenie maksimów; $d$ — stała siatki.
Co liczy: skrócenie długości w kierunku ruchu.
Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.
Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.