Skalaarid ja vektorid :
Suurused, mille
määramiseks piisab ainult arvväärtusest
nimetatakse skalaarideks. (aeg, mass,
inertsmoment ). Suurused, mida
iseloomustab arvväärtus (
moodul ) ja suund nimetatakse vektoriteks.
(Kiirus, jõud, moment). Tähistatakse sümboli kohal oleva noolega
F(noolega) . Tehted nendega: Korrutamine skalaariga -
a*Fnoolega =aF(mõlemad noolega)
Liitmine - Fnoolega = F1noolega
+ F2noolega. Skalaarne korrutamine: Kahevektori skalaarkorrutis on
skalaar , mis on võrdne nende vektorite
moodulite ja nendevahelise
nurga cos korrutisega. (V1V2) = v1*v2*
cosa , kusjuures v1*v2=v2*v1.
Vektoriaalse korrutamise tulemuseks on aga
vektor , mis on võrdne
vektorite moodulite ja nendevahelise nurga sinusega, siht on risti
tasandiga, milles asuvad korrutatavad vektorid ja suund on määratud
parema käe kruvi
reegliga . [v1*v2]=v1*v2*sina.
Ühtlane
sirgjooneline liikumine:
ühtlane liikumine on keha või masspunkti sirgjooneline liikumine,
mille puhul keha massikese või masspunkt läbib liikumise kestel
mistahes võrdsete ajavahemike jooksul võrdsed
teepikkused .
Liigumine on ühtlane, kui kiirusvektor ei muutu (v=s/t=
const ) .
Sirgjooneline on siis, kui
kehaga jäigalt ühendatud sirge jääb
paralleelseks endaga. Liikumise lõpuks on keha sooritanud nihke
(algus ja lõpp-punkti ühendav vektor).
Ühtlaselt
ja mitteühtlaselt muutuv sirgliikumine :
Ühtlaselt muutuval liikumisel liigub keha jätkuvalt
sirgjooneliselt, ent kiirendus on nullist erinev (a=const). V=v0+-at
// s=v0t +- atruut/2 // v=2as. Mitteühtlaselt liikumisel v ja a ei
ole const. V=ds/dt ning a=dv/dt.
Ühtlane
ringliikumine:
v=const, w(nurkkiirus) = 2pi/T = const (T = periood) v=Rw
a=an=Vruut/R
Ühtlaselt
muutuv ringliikumine:
nurkkiirendus w ei ole const, a?t?=dv/dt a=
ruutjuur an2 + a?t?
(tagurtpidi 3)=dw/dt = a?t?/R a?t?=(tagurtpidi3)*R
Newtoni
seadused: Iga
põhjus, mis kutsub esile keha kiireneva liikumise on jõud, jõul on
suurus ja suund. Ühik N (
njuuton ). Kehas sisalduva aine hulk on
mass. Mass on inertuse
mõõduks . Ühiks on Kg. 1) Iga keha liigub
ühtlaselt ja sirgjooneliselt või seisab paigal, kuni välised jõud
seda olekut ei muuda. 2) Keha kiirendus a on võrdeline ning
samasuunaline temale mõjuva jõuga F ja pöördvõrdeline tema
massiga m, a=F/m. 3) 2 keha mõjutavad teineteist võrdsete ja ühel
sirgel ja vastassuunaliste jõuduega. F=-F . Impulsi jäävuse seadus
- Vektori suurust p=mv nimetatakse ainepunkti impulsiks. Ainepunktide
isoleeritud süsteemi kogu
impulss on jääv. Kreeka E m v= const.
Töö, võimsus,
energia: Töö –
Töö on võrdne kehale mõjuva jõu F ja nihke s skalaarkorrutisega.
A=Fs (kui vektorid, siis lisaks *cosa) Ühik on
dzaul (J) 1J on töö,
mida teeb jõud 1N tee
pikkusel 1m. Võimsuseks nimetatakse suurust,
mis näitab, palju tööd tehti ajaühiku kestel. N=da/dt = Fv ühik
W(vatt) 1W=1J/s 1hj=736W. Energiaks nimetatakse füüsikalist
suurust, mis iseloomustab keha võimet tööd teha. Ühiks on
J(dzaul). Potensiaalne energia Ep=mgh e keha potensiaalne energia,
mille mass on m ja on maast h kõrgusel. Kineetiline energia Ek=mv2/2
= A Ek võrdub tööga, mida tuleb teha, et panna keha massiga m
liikuma kiirusel v.
Jõumoment :
Jõu F momendiks antud punkti O suhtes nimetatakse vektorilist
suurust M, mille määrab avaldis M = rF, r = punktist O jõu
rakenduspunkti tõmmatud raadiusvektor. Punkt O, jõud F ja r on
ühes tasapinnas. Vektor M on risti selle tasapinnaga. Vektor M on
aksiaalvektor. Jõupaar on 2 suuruselt võrdset ning suunalt
vastupidist jõudu, mille mõjusirged ei ühti. Jõupaarimoment on
risti jõudude mõjusirgetega määratud tasapinnaga ning arvuliselt
võrdne jõu mooduli ja jõupaari õla korrutisega. M=FI
Inertsimoment:
Ainepunktide süsteemi (keha) inertsmomendiks telje z suhtes
nimetatakse
summat , mille iga liidetav on ainepunkti massi korrutis
tema kauguse
ruuduga pöörlemisteljest z. Iz= (kreeka E)*m*r2 (Steineri lause):Inertsimoment
sõltub keha massist ja massi jaotusest kehas. Inertsmoment (I) mingi
suvalise telje suhtes võrdub
summaga , milles üheks liidetavaks on
inertsmoment (I) telje suhtes, mis on paralleelne antud
teljega , ning
läbib keha inertskeset (Raskuskeset) ja teiseks liidetavaks on keha
massi (m)
telgede vahelise kauguse ruuduga. I = I + ml2.
Pöördliikumise
dünaamika põhivõrrand :
Mz = Iz*3 (tagurtpidi kolm) ehk siis Moment telje z suhtes võrdub
inertsmomenti (I) ja nurkkiirenduse (tagurtpidi 3) korrutisega.
Harmoniline võnkumine :
Harmooniline võnkumine on protsess, kus
punktmass liigub mööda
sirget ning tema
asukohta kirjeldav
kordinaat (x) muutub ajas siinus
(või koosinud) funktsiooni järgi. Harmooniliselt võngub näiteks
ühtlaselt
nurkkiirusega (w) mööda
ringjoont liikuva punkt (m)
projektsioon (p) x=A0cos(wt+fii0) (JOONIS). Võnkuva punkti kogu
energia võrdub igal ajahetkel kineetilise (Wk) ja potensiaalse (Wp)
energia summaga. W = Wk+Wp=mw2 A0/2
Matemaatiline
pendel:
matemaatiline pendel on kaalutu ja venimatu mass. Periood T =
2pii ruutjuur l/g
Füüsikaline
pendel: võib olla
iga keha, kui see on nii kinnitatud, et ta saab võnkuda ning
kinnituspunkt ei ühti raskuskeskmega. T = 2pii ruutjuur l0/mgl (l0
on inertsmoment)
Võnkumiste
sumbumine:
Sumbuvaid võnkumisi kirjeldab samuti siinusfunktsioon, kuid selle
amplituud väheneb eksponentaalselt.
Lainepikkus ( vene
L)=B(beeta)*T. B=
sumbuvustegur =r/2m (r = keskkonna
takistustegur )
eksponent e
astmes BT=A(t)/A(t+T) ehk siis Võnkeamplituudi
vähenemist kirjeldab
sumbuvuse logaritmiline dekrement (lamda Vene
L), mis on arvuliselt võrdne kahe samapoolse üksteisele järgneva
võnkeamplituudi suhte naturaallogaritmiga.
Harmooniliste
võnkumiste liitmine:
Kahe ühesuguse sagedusega (w), samasihiliste aga erinevate
amplituutidega ja algfaasidega võnkumise liitmisel on summaks jälle
sama sagedusega harmooniline võnkumine. Kahe samasihilise kuid
erineva sagedusega harmoonilise võnkumise liitmisel on tulemuseks
mitteharmooniline võnkumine. Kahe vastastiku ristuva võnkumise
liitmisel oleneb tulemus võnkumiste sagedustest ja faasidest: Kui
võnkumine on sama sagedusega ja samas faasis, siis
summaarne liikumine toimub mööda sirget. Kui võnkumine on sama sagedusega,
kuid
faasid nihutatud, siis toimub summaarne liikumine mööda
ellipsit. Kui võnkumiste sagedused on erinevad, siis täisarvkordsete
sageduste suhte puhul,
kirjeldavad liitvõnkumisi nn
Lissajous `
kujundid.
Lained
elastses keskkonnas:
v=ruutjuur E/roo E =
elastsusmoodul , roo on
keskkonnatihedus.
Akustika : Akustika käsitleb elastsuslaineid, millised asuvad sageduste
vahemikus infraheli -
20Hz – 20kHz –
ultraheli . Füüsika osa,
mis käsitleb häält ning tema seost teiste füüsikaliste
nähtustega. Lihthelid, liithelid,
mürad . Heli minimaalne
intensiivsus e tugevust nimetatakse kuuldeläviks. Kuuldelävi (I0)
sõltub subjektist ja sagedusest. I0(1000Hz)=
10astmes -12W/m2 Valulävi
I=10W/m2. Heli valjus (L). 1
detsibell on hääle selline
intensiivsuse nivoo, mille intensiivsuse ja 0-nivoole vastava
intensiivsuse
jagatise kümnendlogaritm on 1/10. L = 10log l/l0 (dB)
intensiivsuse ja
valjuse seos. Heliallika akustiline võimsus N=I*S I
=intensiivsus, S= sfääri pindala kaugusel R heliallikast S=4piiR2.
Levib õhus 330m/s, vees 1407 m/s. Sagedusel 512Hz
koefitsent alfa
klaasis = 0,027,
betoon 0,015. Heli iseloomustavad kõrgus,
intensiivsus,
tämber . Heli kvaliteeti mõjutab tugevalt järelkaja e
reveberatsiooniaja tekkimine kinnises ruumis. Normaalne on
1s.
Bernoulli
võrrand: Rõhk
(p) on skalaarne suurus, mis näitab pinnaühikule mõjuva pinnaga
risti oleva jõu suurust, p=F/s. Ühik on
Paskal (Pa) 1Pa= N/m2
1atm=1,01*10astmes5 Pa. Joa
pidevuse võrrand –
S.index1.v.index1=S.index2.v.index2, kus S on pindala ja v on kiirus.
Ideaalse vedeliku statsionaarsel voolamisel voolu kiirus v on
pöördvõrdeline toru ristlõike pindalaga S. Bernulli võrrand on,
et Statsionaarsel voolamisel ideaalses
vedelikus tihedusega (roo) on
staatiline rõhk (p),
vedelikusamba kaalust tingitud hüdrostaatilise
rõhu (roo*g*h) ja dünaamilise rõhu (roo*v2/2) summa jääv suurus.
p1 + roo*g*h1 + roo*v.index1aste2/2 = p2 + roo*g*h2 +
roo*v.index2aste2/2 = ... = const.
Torricelli seadus: Torricelli
seadus määrab anuma
avast väljavoolava vedeliku kiiruse.
v.index2=ruutjuur 2gh.index1 (JOONIS)
Sisehõõre vedelikus:
Sisehõõre Fh vedelikes on võrdeline kiiruse
gradiendi (dv/dx) ja
vedelikukihi pindalaga (S) ning suunatud liikumise vastu.
Sisehõõrdeteguri e viskoossuse (kreeka n. Väljaveninud parem pool)
ühikuks on Pa s (paskalsekund) Üleminekut laminaarselt voolamiselt
turbulentsele voolamisele iseloomustab Reinoldsi arv. Kriitiline
reinoldsi arv Rek=1000. Fh=(kreeka n)*S*dv/dx Re=v*r*roo/(kreeka n)
(n ühik on 1 Pa s=10 Puaasi)
Termodünaamika 1. Printsiip:
Süsteemile antud
soojushulk läheb süsteemi
siseenergia juurdekasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu.
Q=U.index2 – U.index1 + A, kus Q on soojushulk, U=siseenergia ja A
on töö välisjõudude vastu. Q ühiks = J(dzaul)
Isotermiline
protsess:
Protsess, kus konstantsel temperatuuril (t0) on antud gaasihulga
ruumala (v) pöördvõrdeline rõhuga (p) e p1v1=p2v2
(Joonis)
Isobaariline protsess:
temperatuuri tõstmisel 1 kraadi võrra suureneb iga gaasi ruumala
1/273 võrra selle gaasi ruumalalt temperatuuril 0 kraadi. Vt=V0(1+Beetat), kus beeta on 1/273 e ruumpaisumistegur.
Isogooriline
protsess:
protsess, kus temperatuuri tõstmisel 1kraadi võrra suureneb iga
gaasihulga rõhk 1/273 võrra selle gaasi rõhust temperatuuril 0
kraadi, pt=p0(1+kammat) kus kamma = 1/273 e
termiline rõhutegur.
Ideaalse gaasi
oleku võrrand:
(P1V1)/T1=(P2V2)/T2 P on rõhk paskalites, V on gaasi ruumala m3, T
on temperatuur Kelvinites. PV/T=A
Clapeyroni võrrand. pVkm=RT
R=8,31*10astmes3 J/kmol*K – uinuv. Gaasi konstant. Vkm=22,4
mastmes3/kmol
Tahke keha
soojuspaisumine : deltal=lt-l0 lt=l0(1+alfat) 1+alfat=joonpaisumise
binoom . DeltaV=Vt-V0 Vt=V0(1+beetat) 1+beetat =ruumpaisumise binoom. Beeta =3alfa.
Vt=V0(1+3alfat)
Aine agregaatoleku muutused:
Tahke –
sulamine ja tahkumine,
sublimeerumine (tahke-
gaas ). Vedel –
aurustumine ja kondentseerumine.
Aine
oleku diagramm: Y
= temperatuur ja X = energia lisamine... Algab siis tahkest...
tõuseb kuni Tsulamine.. on stabiilne, mingi hetk hakkab tõusma
jälle ja on vedel, kuni keemistemperatuurini.. seal siis on
stabiilne. Energia jällegi neeldub ja edasi siis hakkab temperatuur
tõusma ning aine on gaasiline. See on kristallilise aine puhul.
Amorfsel ainel on sinkavonka joon, ilma stabiliseerumiseta tahkest
gaasini.
Soojusmasina
kasutegur:
Q1=U2-U1+A1 -Q2=U1-U2+A2 Q1-Q2=A1+A2 A=Q1-Q2 (kreeka
n)=A/Q1 Kreeka n=(Q1-Q2)/Q1
Laengute
vastastikune toime:
Elementaarosakesed –
Elektron (-)
prooton (+) neutron (0)
Tavaliselt -+ laneguid võrdselt ja keha on
neutraalne . Kui mingil
viisil aga luua kehas elementaarosakeste ülejääk, osutub keha
laetuks. Elektrilaengud on
mateeria primaarseks omaduseks,
elementaarosakeste lahutamatuks osaks. Elektriliselt isoleeritud
süsteemi (vool ei saa läbida seda piiravat pinda) summaarne laen ei
saa muutuda so. Elektrilaengu jäävuse seadus. Vastavalt sellele
jaotatakse kõik ained 3. Rühma – dielektrikud, juhid ja
pooljuhid . Punktlaeng on laetud keha, mille mõõtmed võib jätta
arvestamata, võrreldes tema kaugust teistest elektrilaenguid
omavatest kehadest.
Coulombi seadus: Jõud millega üks punktlaeng
mõjub teisele on võrdeline mõlema laengu suurusega ja
pöördvõrdeline laengute vahekauguse ruuduga. F=k*
q1q2 /r.astmes2.
++ ja -- tõukuvad. +ja- tõmbuvad.
Elektrivälja
tugevus:
Laengud mõjutavad
üksteist elektrivälja vahendusel. Iga laeng muudab ümbritseva
ruumi omadusi. tekitab seal elektrivälja. E=f/q(
indeksiga p) kus f-jõud
q-proovilaeng E=k(q/r2)
k-konstant Elektrivälja iseloomustavat suurust E noolega nim
elektrivälja tugevuseks antud punktis. Elektrivälja tugevus on
arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjub antud väljapunktis asuvale
ühikulisele punktlaengule.Punktlaengu väljatugevus on võrdeline
laengu (q) suurusega ning pöördvõrdeline laengu ja antud
väljapunkti vahelise kauguse (r) ruuduga. Vektor (E noolega) on
suunatud piki laengut ja antud väljapunkti läbivat sirget (+)
laengust eemale ja (-) laengu poole.Laengute süsteemi väljatugevus
on võrdne nende väljatugevuste vektorsummaga mida tekitavad kõik
süsteemi kuuluvad laengud üksikult
q=+-Ne E noolega= 1/(4∑H0)
* q/r2 * r noolega/r .
tagurpidi 3indeks0=0,85*10 astmel -11 (F/m)
Senjettelektrikud ja
piesoelektriline efekt
1)Ained milles on
moodustunud doomenid ehk polaarsed molekulid 2)temp ja mehaaniliste
mõjutuste tulemusena muutub potensiaalide vahe. (löök )
Elektrimahtuvus -Elektrostaatikas
tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha
laadimiseks teatud potensiaalini. Keha
potensiaal kasvab võrdeliselt
talle antud laeguga. q.
potensiaal (fii)qC ehk C=q - järelikult:
Elektrimahtuvus
on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta selle potensiaali ühe
ühiku võrra. 1CV=1F
(Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R
Kondensaatorid, nende
ühendamine-
Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja
teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari
mahtuvus on
C=q1-2
Kondensaatori
mahtuvus on laeng, mis
tuleb viia kondensaatori
ühelt juhilt teisele, et muuta nende
potensiaalide vahet ühiku võrra.
Plaatkondensaatori elektrimahtuvus on võrdeline dielektriku läbitavusega, plaadi
pindalaga ja pöördvõrdeline plaatidevahelise kaugusega. C=0
Sd Laetud juhi energia võrdub
laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=*q2
Kondensaatori energia võrdub W=C*U22 JOONIS
Elektrivool -Asetades
elektrijuhi elektrivälja hakkab juhis olevatele vabadele laengutele
mõjuma elektriline jõud f=qE. See tekitab laengute korrapärase
liikumise välja sihis (positiivsed välja suunas, negatiivsed
vastassuunas ) Seda nim
elektrivooluks .Metallides, pooljuhtides on
laengukandjateks elektronid. Elektrolüütides, ioniseeritud gaasides
lisanduvad veel
ioonid . Vool juhis kestab hetkeni , millal juhi
kõigi punktide potensiaalid on võrdsustunud ja väljatugevus juhi
sees kahanenud nullini. Et vool ei lakkaks peab juhi osade
potensiaalide vahet säilitama. Sellega peab äravoolanud laengud
mingit teist teed mööda
endisele kohale tagasi viima. Neid
tagasiviivaid jõude nim kõrvalisteks jõududeks. Kõrvalisi jõude
tekitav seadeldis kannab vooluallika nime. Juhte millede
potensiaalide vahet säilitatakse, nim vooluallika klemmideks. Kui
voolu suund juhis ei muutu, siis nim voolu alalisvooluks.
Elektrivoolu iseloomustatakse
tugevusega . Voolutugevus on võrdne
ajaühikus juhi ristlõiget läbiva laenguga. I=dq/dt Voolutugevuse
ühikuks on (A)
amper Voolutugevus on antud kohas vooluga risti asuvat
pindalaühikut läbiv voolutugevus. j=dI/dS;
j(
katusega )=env(katusega), kus j- voolu tihedus (A/mm)
e-laengukandjate laeng, n-laengukandjate arv, -laengukandjate
suunatud liikumise kiirus.
Elektromotoorjõud -Suurust
mis on
võrdne
positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva kõrvaljõudude
tööga nim elektromotoorjõuks E. E=A/q (V)volt. Suurust mis on
arvuliselt võrdne elektrostaatiliste ja kõrvaljõudude poolt
positivse ühiklaengu ümberpaigutamisel tehtud tööga, nim
pingelaenguks ehk lihtsalt pingeks U antud ahela osal. U12=1-2+E12.
Kõrvaljõudude
puudumisel pinge U langeb kokku potensiaalide vahega U12=1-2
Ohmi seadus-Ohm
tegi eksperimentaalselt kindlaks seaduse, millele vastavalt mööda
homogeenset metallijuhti kulgeva voolu tugevus (I) on võrdeline
pingelanguga (U) juhil. I=U/R, kus suurust R nim juhi
elektritakistuseks. Takistuse mõõtühikuks on oom () R=l/S,
kus l-juhi pikkus S-juhi ristlõike pindala -juhi
elektriline eritakistus Ohmi seadus diferentsiaalkujul j=E/ρ
(A/mm) R=φ1-φ2+έ/I
Magnetväli vaakumis (Amperi seadus)-
Paigalseisva laengu puhul magnetvälja ei täheldata. Magnetväli
tekib koos liikuvate laengute ehk elektrivooluga. Magnetvälja
põhiomadus on, et ta mõjutab välja asetatud liikuvat laengut ehk
elektrivoolu jõuga. Seda nim. magnetiliseks jõuks.
Seega: Elektrivool on
nii magnetvälja tekitaja kui ka selle mõju
vastuvõtja .
Amper``I seadus:
Juhile avalduv jõud on võrdeline voolutugevusega ja juhi pikkusega
ning oleneb juhi asendist magnetväljas ja magnetvälja tugevusest. F=k1BIlsin,
kus võrdetegur k1=1
B-induktiivsus (
tesla T) H-magnetvälja tugevus (henri H) μ0H=B
Biot -Savart-Laplacei
seadus- Mis tahes voolu magnetväli on arvutatav selle voolu elementide
poolt põhjustatud magnetvälja tugevuste vektoriaalse summana,
kusjuures vooluelementide väljatugevus arvutatakse valemi
dB=k2Idlsin*1r2
abil, kus
on nurk vooluelemendi vektori Idl ja
sellelt väljapunkti
viiva raadiusvektori r vahel ning dB vektori suund on risti mõlema
vektoriga.Hunnik valemeid
Elektrolüüs, -Ained
milles elektrivool põhjustab keemilisi muutusi, nim teist liiki
juhtideks ehk elektrolüütideks. Nende hulka kuuluvad soolade,
hapete või leeliste
vesilahused või
lahused mõne teise vedelikuga.
Voolkandjateks on elektrolüüdis ioonid, milleks lahuses lagunevad
lahustava aine molekulid. Vedelikest suurima -ga
on vesi (=81)
Kui asetada
elektrolüüti tahkest juhist
plaadid (elektroodid) ja rakendada
neile pinge hakkavad ioonid suunatult liikuma tekitades elektrivoolu.
katood- neg elektron. anood- pos elektron:-- Katodile liikuvaid
positiivseid ioone nim katioonideks. Anoodile liikuvaid negatiivseid
ioone nim anioonideks. Elektrolüüti läbiva vooluga kaasneb
elektrolüüdi koostisosade eraldumine elektroodidel. Seda nähtust
nim
elektrolüüsiks.Elektrolüüsi kas,
tehnikas-1.Galvanoplastika-
mingi eseme
katmine ainega N:
grafiidi pulbriga 2.Galvanosteegia-
millegi katmine kihiga, hakkab kattuma 3.
Elektrometallurgia 4.Elektrolüütiline poleerimine- eemaldatakse pinnakonarused 5.Elektrolüütkondensaatorid 6.Keemilised vooluallikad -
patareid -akumulaatorid
pliiakud
Optika põhiseadused -Valgus
on dualistliku loomuga: temas on nii laine kui ka korpuskulaarsed
omadused.Nähtustes nagu interfrents,
difraktsioon ,
polarisatsioon -
käitub valgus kui laine. Nähtuses nagu fotoefekt, röntgenefekt
jt.- käitub valgus kui osakeste voog.Valguse sirgjoonilise levimise
seadus. Valgus levib homogeenses keskonnas
sirgjooneliselt.Valguskiirte levimisel, nende lõikumisel nad ei
mõjusta üksteist. Valguse peegeldumisseadus. Peegeldunud kiir,
lagev kiir ja selle langemispunktist keskondade lahutuspinnale
tõmmatud normaal asuvad ühes
tasandis ning
peegeldumisnurk on
võrdne ja vastasmärgiline langemisnurgaga. Valguse murdumisseadus.-
Murdunud kiir, langev kiir ja selle langemispunktist keskondade
lahutuspinnale tõmmatudnormaal asuvad ühes tasandis ning
langemisnurga ja murdumisnurga
siinuste suhe on antud keskkondade
jaoks
konstantne suurus. (Mingi aine
murdumisnäitajat vaakumi suhtes
nim. tema absoluutseks murdumisnäitajaks.
Valguskiire
pööratavuse seadus.-Kui orduvalt peegeldunud ja murdunud kiirele
vastassuunas lasta langeda teine kiir, siis see läbib sama tee, mis
esimene kiir, kuid vastupidises suunas.
Langeva kiire energia jaotub
peegeldunud ja murdunud kiire energiaks. Kui peegeldunud kiire
intensiivsus on võrdne langeva kiire intensiivsusega, siis seda nim.
täielikuks peegeldumiseks.
Valguse
parameetrid-Valguse
parameetrid on:
valguse kiirus,
valgusvoog , valgustugevus, valgustatus, valgsus,
heledus
. Valgusvoog
on
kiirgusvoog , mille suurust hinnatakse tekitatud valgusaistingu
tugevuse järgi. Φ (
luumen lm )
Valgustugevus
on ühikulise ruuminurga kohta tulev valgusvoog. I (kandela cd )
Valgustatust
iseloomustatakse pinnaühikule langeva valgusvooga. E (luks lx )
Valguseks
nim pinnaühikult kõikides suundades kiiratud valgusvoogu. Valgsus
iseloomustab valgusallikat. R (lx )
Heledus
iseloomustab valguse kiirgamist (peegeldamist) mingis antud suunas. B
(
nitt nt)
Valguse
inderferents-Ideaalne
monokromaatiline tasalaine on laine, millel on täpselt üks kindel
lainepikkus, sagedus ja võnkeperjood. Reaalne elektromagneetiline
laine on märksa keerulisem, ta koosneb suurest hulgast
sinosoidaalsetest lainetest erinevate sageduste, amplituutide ja
faasidega. Kalevimisuunad võivad neil olla erinevad. Lainepikuste
vahemik =max-min
iseloomustab laine monokromaatilisust. Ideaalsel juhul =0.
Suure
puhul on laine vähe monokromaatiline ehk polükromaatiline
(mitmevärviline) Valguse puhul meie silm edastab eri lainepikustega
lainetest erinevaid värvusaistinguid vahemikus 0,4/0,75m
. Valguse spektri värvid on violetne, indiga, helesinine, roheline,
kollane, oranz, punane. Polükromaatiline kiirgus ei oma kindlalt
lainepikkust, sagedust ja perjoodi. Selliste lainete liitumisel ei
teki püsivat inderferentsipilti. Lained on vähe
koherentsed . seega
lainete küllaldane
monokromaatilisus on koherentsuse eeltingimus. -
geomeetriline
käiguvahe . 0-optiline
teepikkuste vahe. Seega on olemas nagu ikka lainete korral-
inderfrentsi maksimum, kus
valguslained tugevdavad teineteist. –
interfrentsi miinimum, kus valguslained kustutavad teineteist. Interfrentsinähtuste rakendusi. – gaasi murdumisnäitajate
määramiseks. – väga täpseks pikkuse ja nurkade mõõtmiseks. –pindade töötluse kvaliteedi hindamiseks. Riistu interfrentsi
mõõtmiseks nim. interferomeetriteks.
Valguse difraktsioon-nim.
geomeetrilise optika seaduspärasustest kõrvalekaldumise nähtust
valguse levimisel, mis on tingitud valgusele ette jäävatest
tõketest. See avaldub kõige selgemini valguse levimises
geomeetrilise varju piirkonda. Juhul kui lainepikkus on märgatavalt
väiksem tõkke mõõtmetest, siis on digfraktsioon nõrk ja raskesti
avastatav. Just niisugune on olukord valguse
kasutamisel .
Difraktsiooninähtused on seletatavad Huygensi-
Fresneli printsiibi
abil, mis kehtib kõikide lainete puhul. Printsiip. Kõiki
valguslaine frondi punkte võib vaadelda uute valgusallikatena,
millest kiirgunud lainete interfereerumse tulemusena määratakse
lainefrondi iga uus asend. Lainefrondi punktidest väljunud
laineid nim. sekundaarlaineteks. Kui võnkumine on jõudnud mingisugusesse
ruumipunkti, siis see punkt muutub uueks võnkumiste levitajaks. Nii
ongi iga lainefrondi punkt
sekundaarlaine allikaks. Sekundaarlainete
interfereerumise tulemusena tekib uus lainefrondi asend.
Lõpmatu hulga lainete liikumise lihtsustamise eesmärgil jaotas Fresnel
lainefrondi tsoonideks.
Tsoonide asetus lainefrondil aa oleneb
väljapunkti P asukohast, milles sekundaarseid laineid liidetakse.
Tsoonid joonistatakse punkti O ümber, mis on vaatluskohale P kõige
lähem punkt lainefrondil. naabertsoonidest
tulevate lainete
käiguvahe on /2.
Need lained kustutavad teineteist. Kui tõketest vabal lainefrondi
osal saab joonistada täpselt paarisarv fresneli tsoone, siis punktis
P tekib difraktsiooni miinium. Paaritu arvu puhul jäävad ühe
tsooni piirest tulevad lained kustutamata, mis tõttu tekib
difraktsioono maksimum. See meetod ei arvesta valguslainete
intensiivsuste erinevust. Fresneli tsoonide mmetdiga saab määrata
difraktsiooni ümaral aval ja kettal. Difraktsioonivõreks nim.
üksteisega paraleelsete
pilude süsteemi. Praktilisi rakendusi:
valguse lahutamist spektriks difraktsioonivõre abil. –
difraktsiooni nähtus määrab ka optilise riistade
lahutusvõime . –Röntgni kiirguse puhul.
Valguse
dispersioon-Dispersioonoks
nim. aine
murdumisnäitaja olenevust elektromagnetlaine sagedusest.
Aine murdumisnäitajat võib defineerida kahel viisil. 1.
Geomeetriline
määratlus , mille järgi aine murdumisnäitaja on
valguse
langemis ja murdumisnurga siinuste suhe, kui valgus langeb
ainele vaakumist. 2. Teine määrab murdumisnäitaja levimiskiiruste
järgi samades
keskkondades . n=sin/sin=c/v kus n- murdumisnäitaja c- valguse levimise kiirus vaakumis. v-
valguse levimise kiirus aines.
Valguse polarisatsioon-
E noolegavõnkumise sihi ja kiiruse V noolega poolt( levimise suund)
määratud tasandit nim polarisatsiooniks. Loomulikus valguses
vahelduvad erisihilised võnkumised üksteisega kiiresti ja
korrapäratult. Valgust, milles võnkumiste sihid on mingil viisil
korrastunud nim polariseerituks. Kui valgusvektor võngub ainult ühes
tasandis, siis nim valgust lineaarselt polariseerituks
Soojuskiirgus -
Kõige levinum on kehade soojendamisest tingitud heelendamine. Seda
helendumise liiki nim soojuskiirguseks. Ainus kiirgusliik, mis võib
kiirgava kehaga olla tasakaalus on soojuskiirgus. Soojuskiirgus
esineb mistahes temperatuuril, kuid madalate temperatuuride korral
kiiratakse praktiliselt ainult pikalainelisi (infrapunaseid)
elektromagnetlaineid. Soojuskiirgust iseloomustatakse energiavooga,
mille suurust mõõdame
vattides . Kiirgava keha pinnaühikult
kõikides suundades kiratud energiavoogu nim keha energeetiliseks
valguseks Re
. Kirchhoffi seadus: Kiirgamis-ja neelamisvõime suhe ei sõltu
kehast, see on kõigi kehade jaoks ühesugune sageduse ja
temperatuuri funktsioon. Mida suurem on keha
kiirgamisvõime seda
suurem on ka keha neeldumisvõime.
Fotoefekt-iks nim
elektronide väljumist ainest valguse toimel. Fotoefekti tagajärjel
vabanenud elektronid liiguvad elektrivälja mõjul anoodile. Selle
tulemusena tekib ahelas fotovool, mille tugevust saab mõõta
galvanomeetriga. Selleks, et fotovoolu tugevus saaks nulliks, tuleb
kas pidurdavat välja, mille tekitamine pidurduspingega Up.
A. Stoletovi seadused: -valguse toimel eralduvad laengud on
negatiivsed. –suurim mõju on ultravioletvalgusel. –kehast
eraldunud laengu suurus on võrdeline
neeldunud valgusenergia
hulgaga s.o
kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline
valgusvooga. Ik
Ik-
elektronide arv Φ- valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb
valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa
fotoelektronidele.Peale
käsitletud välisfotoefekti on olemas ka
sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides.
Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist
juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus.
Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte.
Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva
valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes
automaatika skeemides.
Kõik kommentaarid