Elektromagnetism ja optika (0)

III kursus . Elektromagnetism

Elektriväli

Elektrilaeng- füüsikaline suurus, mis näitab, kui tugevasti keha osaleb elektromagnetilistes vastastikmõjudes.
Laengu jäävuse seadus- elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv.
Punktlaeng-ideaalne objekt, elektriliselt laetud keha, millel puuduvad mõõtmed.
Coulomb ’i seadus-2 punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga, määrab ära arvväärtuse mitte suuruse.
Elektrivälja tugevus- füüsikaline suurus, selleks nim. elektriväljas pos. laengule mõjuva jõu ja laengu suuruse suhet.
Elektrivälja töö- elektrivälja võime teha tööd, laengute vastastikmõjutõttu on tal olemas energia. Töö on ärakulutatud energia.
Pinge- potentsiaalide vahe Elektrivälja mahtuvus - füüsikaline suurus, mis näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vahel ühikuline pinge. Mahtuvus 10 F näitab. Et peame juhi ühest otsats teise viima laengu 10 C, et tema otste vahele tekiks pinge 1 V.
Plaatkondensaator- kahest metallplaadist ja dielektrikust koosnev kehade süsteem, mis on loodud laengute salvestamiseks.

Alalisvool

Elektrivool - laetud osakeste suunatud liikumine.
Voolutugevus - suurus, mis näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget.
Elektritakistus - juhi omadus avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju.
Elektrivoolu töö- on füüsikaline suurus, mis arvuliselt on võrdne juhi otstele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö tegemiseks kulunud aja korrutisega ning sellega iseloomustatakse nii energia suuruse muutumist kui ka energia muundumist ühest liigist teise
Elektrivoolu võimsus- füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd mingi jõud ajaühiku jooksul teeb, ehk töö tegemise kiirust.
Joule-Lenzi seadus- elektrivoolu toimel juhis eraldunud soojus võrdub voolutugevuse ruudu, juhi takistuse ja aja korrutisega.
Ohmi seadus vooluringi osa kohta- voolutugevus juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega.
Aine eritakistus - on füüsikaline suurus, mis iseloomustab aine mõju elektrivoolule (tähiseks roo, roo=RS/l; ühikuks 1Ω*m). Aine eritakistus on arvuliselt võrdne sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistusega.
Takistite jadaühendus- I= const . U=U1+U2+Un R=R1+R2+Rn
Takistite rööpühendus- U=const. I=I1+I2+In 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn
Vooluring - koosneb vooluallikast, juhtmetest ja tarbijast. Lisaks nimetatutele võib vooluring sisaldada veel lülitit, releesid, andureid , mõõteriistu ja muid elemente.
Vooluallikas - seade, mis tekitab vooluallikaga ühendatud juhis elektrivälja ja säilitab seda pika aja vältel. Muudab teist liiki energia elektrienergiaks.
Vooluallika sisetakistus- vooluallika elektritakistust.
Elektromotoorjõud- max.pinge mida antud vooluallikas suudab üldse tekitada. EMJ näitab, kui suure töö teevad kõrvaljõud selleks, et toimetada vooluringi suvalises punktis paiknev po. ühiklaeng läbi kogu vooluringi samasse ounkti tagasi
Ohmi seadus vooluringi kohta- voolutugevus ahelas on võrdeline elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega.
Magnetism
Magnetväli- liikuvate laetud kehade vahel mõjuv jõuväli.On alati vooluga juhtme ümber.
Püsimagnet- keha, mis säilitab magnetilised omadused pikema aja vältel.
Magnetinduktsioon- magnetväljas vooluga raamile mõjuva pöördmomendi ja voolutugevuse ning raami pindala suhe.B=M/IS. Magnetinduktsioon on 1 T, kui raamile, mille pindala 1 ruutmeeter ja mida läbib vool 1 A, mõjub pöördemoment 1 Nm.
Jõujoon- kujutletav joon magnetiliselt põhjapooluselt lõunapoolusesse. Jõujooned on kinniselt kõverad.
Ampere’i seadus- magnetväljas vooluga juhtmele mõjuv jõud on võrdne magnetinduktsiooni, voolutugevuse, juhtmelõigu pikkuse ja juhtme ning magnetinduktsiooni vahelise nurga siinuse korrutisega.
Ampere’i jõud- K=2x10-7 Nxm/A2
Lorentzi jõud- magnetväljas liikuvale laengule mõjuv jõud.

Elektrodünaamika

Elektromagnetiline induktsioon- elektrivoolu tekkimine suletud kontuuris selle kontuuri pinda läbiva magnetvälja muutumisel.
Magnetvoog - füüsikaline suurus, mis näitab magnetvälja suutlikkust läbida vaadeldavat pinda.
Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus-elektromagnetilise induktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega.
Eneseinduktsioon- elektromagnetilist induktsiooni juhtmes põhjustab voolu muutumine juhtmes endas.
Pooli induktiivsus- L näitab, kui suur eneseinduktsiooni elektromotoorjõud Ee tekib selles juhis voolutugevuse ühikulisel muutmisel ajaühiku jooksul.
Võnkering- koosneb omavahel ühendatud kondensaatorist ja poolist.
Thompsoni valem- valem, mis määrab võnkeringis toimuvate elektromagnetvõnkumiste perioodi.
Vahelduvvool- perioodiliselt muutuva suunaga vool.

IV kursus. Optika

Laineoptika

Valgus kui elektromagnetlaine- ristlaine, sellest rääkides peame silmas el.välja muutumist. Valguseks nim. elektromagnetlaineid, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760 nm.
Elektromagnetlainete skaala- skaala lainepikkuste kahanemise järjekorras madalsagedusvõnkumistest gammakiirguseni.
Lainefront- piirkond või ala keskkonnas, kuhu lainevõnkumised on jõudnud.
Lainepikkus- on kaugus, mille laine läbib ühe perioodiga.
Sagedus- on võngete arv ühes sekundis.
Periood- on ühe täisvõnke sooritamiseks kulunud aeg.
Faas- on suurus, mis määrab keha võnkeoleku (kauguse ajaühikust) mistahes ajamomendil.
Valguse interferents - – on kahe valguslaine liitumine, mille tagajärjel tekivad interferentsi maksimumid või miinimumid.
Koherentsus- st lainepikkused peavad olema võrdsed ja käiguvahe ning faaside vahe ei tohi ruumis levimisel muutuda. Max tekkimine – kui lained liituvad nii, et nende harjad ja nullpunktid on kohakuti, siis lained tugevdavad teineteist. Min tekkimine – kui kohakuti satuvad ühe laine hari ja teise põhi, siis lained kustutavad teineteist.
Valguse difraktsioon - on valguse paindumine kitsaste pilude või tõkete taha, need peavad olema suurusjärgus 1mikromeeter. Pilu muutub uueks valgusallikaks .
Valguse ja aine vastastikmõju
Valguskiir - on mõtteline joon, millega kujutatakse valguse energia levimise suuda sirgjooneliselt.
Valguse sirgjoonelise levimise seadus- homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.
Murdumine- tekib kahe läbipaistva pinna kihil , kus valguse suund ja kiirus muutub.
Murumisnurk- on pinnaristsirge ja murdunud kiire vaheline nurk.
Murdumisseadus - langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on antud kahe keskkonna jaoks jääv suurus ja võrdub nende keskkondade suhtelise murdumisnäitajaga. Langenud kiir, murdunud kiir ja pinnanormaal asuvad ühel tasandil.
Suhteline murdumisnäitaja- on kahe keskkonna absoluutsete murdumisnäitajate suhe.
Absoluutne murdumisnäitaja- näitab mitu korda on valguse kiirus väiksem selles keskkonnas võrreldes vaakumiga.(n=c/v)
Dispersion- nähtus, kus keskkonna absoluutne murdumisnäitaja sõltub valguse lainepikkusest.
Spekter- on energia jaotus sageduste või lainepikkuste järgi.
Kvantoptika
Footon- on valgusosake e energiaportsjon, millel on olemas oma mass ja energia, mis sõltub sagedusest.
Footoni energia ja segaduse vaheline seos- mida suurem sagedus, seda suurem footoni energia. Fotoefekt - on nähtus, kui mingi kiirgus lööb metallist välja elektrone.
Tingimus: tekib ainult siis, kui footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. E=A=h*fm
Väljumistöö- on töö, mida tuleb teha elektroni eemaldamiseks metallist.
Fotoefekti punapiir- on minimaalne sagedus, mille korral tekib fotofekt.