Füüsika 1 (1)

3.p.Laengute vastastikune toime-Punktlaenguks nim keha, mille mõõtmed võib jätta arvestamata võrreldes tema kaugusega teistest elektrilaenguid kandvat kehadest. Columbi seadus
f=k(q 1-q2/r2 ) Jõud millega üks punktlaeng mõjub teisele, on võrdeline mõlema laengu suurusega ja pöördvõrdeline laengute vahekauguse ruuduga .
E= 0,885*10-11F/m F=1/k*4πέ0
4p.Elektrivälja tugevus- Laengud mõjutavad üksteist elektrivälja vahendusel. Iga laeng muudab ümbritseva ruumi omadusi. tekitab seal elektrivälja. E=f/qp
kus f-jõud q-proovilaeng E=k(q/r2) k-konstant Elektrivälja iseloomustavat suurust 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 () 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
Väljatugevuse jooned, Gaussi teoreem-Väljatugevuse jooned on jooned, mille puutujad langevad igas punktis ühte vektori suunaga. Gaussi teoreem- Elektrivälja tugevuse E(V/m) vektorvoog läbi kinnise pinna on võrdne selle pinna sees olevate laengute
algebralise summaga ja elektrilise konstandi jagatisega.;
: -elektrivälja konstant
Elektrostaatilise välja jõudude töö, Potensiaal -Elektrostaatilise välja jõudude töö laengu transportimisel ei sõltu teepikkusest, vaid ainult selle laengu alg- ja lõppasendist (r1 ja r2) ; ; välja potensiaal Välja potensiaal mingis punktis on võrdeline välja tekitanud laenguga ja pöördvõrdeline punkti kaugusega sellest laengust.Potensiaal on arvuliselt võrdne tööga, mida teevad elektrostaatilise välja jõud positiivse ühiklaengu eemaldamisel vaadeldavast punktist lõppmatusse. Ühikuks on volt (V).
2p.ja 3p.Dielektrikud- Aatom on elektriliselt neutraalne . Aatom on mittepolaarne s.o ei oma poolusi. Kui aga aatomitest moodustub molekul , siis ei tarvitse erimärgiliste laengute raskuskeskmed kokku langeda. Selliseid molekule nim. polaarseteks. Kui poolusi on kaks, siis nim. laengusüsteemi dipooliks. Kõige lihtsam dipool on lineaarne dipool. Igat molekuli saab iseloomustada tema dipoolmomendiga ()Mittepolaarsel molekulil on =0 Dielektrikuks nim ainet milles vabade laengute hulk on normaaltingimustel kaduväike. Dielektriku polarisatsioon . Polaarsetes dielektrikutes on molekulide dipoolmomendid tavaliselt orjenteeritud täiesti ebakorrapäraselt. Kogu keha summaarse dipoolmomendi arvutamisel saame tulemuseks 0. Kui dielektrik asetada välisesse elektrivälja muutub dielektrik polaarseks ja omandab dipoolmomendi. Elektriväli püüab korrapärastada dipoolmomente, soojusliikumine segab seda. Polarisatsiooni tugevust isel aine ruumiühiku dipoolmomendiga
5p.Senjettelektrikud ja piesoelektriline efekt 1)Ained milles on moodustunud doomenid ehk polaarsed molekulid 2)temp ja mehaaniliste mõjutuste tulemusena muutub potensiaalide vahe. (löök )

Elektriväli juhi sees ja pinnal-

6p.Elektrimahtuvus-Elektrostaatikas tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laeguga. q. potensiaal (fii)
qC ehk C=q - järelikult: Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta sellepotensiaaliühe ühiku võrra. 1CV=1F ( Farad - mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R
2p. Kondensaatorid , nende ühendamine- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q1-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 Sd Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=*q2
Kondensaatori energia võrdub W=C*U22
Elektrivälja energia-Kui pinge toiteallikaga ühendatud kondensaatoril tõuseb, siis suurenevad laengud viimase elektronidel ning suureneb väljatugevus dielektrikus. Toiteallikast saadava energia arvel kasvab seejuures ka kondensaatori elektrivälja energia. Kondensaatori pinge suurenemisel dU võrra on tema elektrivälja energia juurdekasv dWc=dA=QdU Kondensaatorile rakendatud pinge kasvamisel väärtuselt uc=0 väärtudeni uc=Uc salvestud tema elektrivälja energia Wc, mida saab arvutada elementaarseid energia juurdekasve dWc summeerides. Seega kondensaatori elektrivälja energia
kui lahutada laetud kondensaator toiteallikast ning lühistada mingi juhi abil ta elektroodid, siis kondensaator tühjeneb. Lühikest aega kulgeva tühjenemisvoolu toimel eraldub juhis laetud kondensaatori elektrivälja energia ekvivalentne soojushulk .
3p.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; , kus j- voolu tihedus (A/mm) e-laengukandjate laeng, n-laengukandjate arv, -laengukandjate suunatud liikumise kiirus.
4p.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
5p.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
Joulei- Lenzi seadus-Juhis eralduva soojuse hulk on võrdeline tema takistusega, voolutugevuse ruudu ja ajaga . Q=RI2t
6p.Kirhoffi seadused-1. Sõlmes koonduvate voolude algebraline summa on võrdne nulliga Ik=0 Ahela sõlmeks nim punkti, kus koondub rohkem, kui kaks juhet.
2. Kinnises kontuuris võrdub emj. algebraline summa pingelangude (IR) algebralise summaga. IkRk=Ek
6p.Vooluallika kasutegur- Elektriahel koosneb reeglina vooluallikast, ühendjuhtmetest ja tarbiast e. koormusest R0-sisetakistus R-koormuse takistus. Kui R=, siis U=E seega pinge on ahelast lahtiühendatud vooluallika klemmidel võrdne tema elektromotoorjõuga. Kasuliku võimsuse suhe vooluallika kogu võimsusesse määrab allika kasuteguri. Pk=RJ2= R= r= r-vooluringi sisetakistus
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
6p. 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*1r2 abil, kus  on nurk vooluelemendi vektori Idl ja sellelt väljapunkti viiva raadiusvektori r vahel ning dB vektori suund on risti mõlema vektoriga.
K2=04 ja magnetvälja konstant 0=410-7 Hm H-induktiivsuse ühik hendri .
H (henri)-induktiivsuse ühik
-ühik vektor
4p.Magneetikud, Ferromagnetism -Aine magneetilisi omadusi iseloomustatakse magnetilise vastuvõtlikusega ()
Diamagneetikud -
Paramagneetikud-
Ferromagneetikud -
Erilise magneetikute klassi moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi välise magnetvälja puudumisel. Kõige levinuma esindaja raua järgi said nad nimeks ferromagneetikud. Siia kuuluvad raud, nikkel , koobalt , nende sulamid , mangaani ja kroomi sulamid. On samuti ferromagneetilised pooljuhid , mida nim ferriidideks. Nõrgalt magneetiliste ainete magnetumud sõltub väljatugevusest lineaarselt. Ferromagneetikute magnetilised omadused on tingitud elektronide omamagnetmomentidest. Kristallilises struktuuris võivad need moodustada piirkonnad mida nim domeenideks. Teatud temp Tc kaotab aine ferromagneetilised omadused. seda nim Curie punktiks (raual768C, niklil365C) Kui Hc suur, siis ferromagneetik on kalk ja hüstereesi silmus on lai. Kui Hc väike, siis ferromagneetik on pehme ja hüstereesi silmus on kitsas . Püsimagneetikute jaoks kas kalke ferromagneetikuid. trafode , el.mootorite, generaatorite jm. Südamikud valmistatakse pehmest ferromagneetikust.
5p.Elektromagneetiline induktsioon -Galvanomeetri ahelas tekivad voolu nim induktsioonvooluks.Selle põhjustaja on magnetvoo muutumine ajas. Elektromagneetilise induktsiooni seadus ( Faraday seadus) Igas kinnises kontuuris indutseeritakse elektrivool, kui muutub kontuuri poolt aheldatud magnetvoog ajas. Lenzi seadus Induktsioonivoolul on alati selline suund, et tema magnetväli takistab induktsioonivoolu esilekutsuvat magnetvoo muutust.
Induktsioonivoolu, nagu igasugust elektrivoolu, tekitab mingi elektromotoorjõud. Ei. El. magn . induktsiooniseadus- Kontuuris indutseeritud elektromotoorjõud on võrdeline kontuuri läbiva magnetvoo muutumise kiirusega. EI=-d/dt
Enese ja vastastikune induktsioon-Induktsiooninähtuse tekitajaks on väline magnetväli. Eneseinduktsiooniks nim. juhtumit kus nähtuse põhjustajaks on juhi enda magnetväli. Igasugune magnetvoog on võrdeline magneetilise induktsiooniga B. Kuna B on võrdeline omakorda teda tekitava voolutugevusega, siis on ka järelikult voolukontuuri läbiv, tema enda voolust tingitud magnetvoog samuti võrdeline vooluga. =LI, L-induktiivsus (H)henri.Enese induktsioon
Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus -Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus . Materjalideks on: seleen , germaanium, räni, galliumarseniid…Konstantsel temp on elektron -ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks.
Pooljuht dioodid -Pooljuht dioodid e. pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk pn- siire . Pooljuhtventiil on selgelt ühesunalise juhtivusega.
Pooljuhttrioodid e. transistor -Transistor on kahe pn- siirdega kristall . Sõltuvalt juhtivustüübist on kas p-n-p tüüpi või n-p-n tüüpi transistorid . Transistori keskmist osa nim baasiks , äärmisi osasid vastavalt emiteriks ja kollektoniks.
Türistorid-Türistoriks nim tüüritavat pooljuhtventiili, kus nelja vaheldumisi oleva p ja n piirkonna vahel asub lolm pn-siiret. Türistoril on kolm elektroodi: -anood A - katood K -juhtelektrood JE
Elektrolüüs, Faraday seadused-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.
Faraday seadused-1 seadus.- Elektroodileraldunud aine hulk on võrdeline elektrolüüti läbinud laenguga. m=kq m-aine mass k- elektrokeemiline ekvivalent
2.seadus:Kõikide ainete elektrokeemilised ekvivalendid on võrdelised nende keemiliste ekvivalentidega. k=AFz A-aatomimass F-Faraday arv (F=96,5 106 Ckg ekv) z- aine valents
Temperatuuri tõustes ioonode liikuvus suureneb ning seetõttu suureneb ka elektrolüütide elektrijuhtivus.
5p.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
Tühjenemine Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
Laadimine 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
leelisakud, dryfit-, geel -, AGM tüüpi akud
Vahelduvvool - Vahelduvvoolu laialdase kas põhjuseks on see, et teda on võimalik lihtsalt ja ökonoomselt tranformeerida ning saada sel teel nii kõrge kui ka madalpinge elektrivõrke. XL=ωL L-induktiivsus XC=1/ωC ω- nurkkiirus . Vahelduvvooluks nim perjooduiliselt muutuvat voolu, mille väärtused korduvad teatud muutumatu ajavahemiku järel, mida nim perjoodiks (T)
Vahelduvvoolu, - pinge, - emj väärtustmingil suvalisel hetkel (t) nim. vastava suuruse hetkväärtuseks ja tähistatakse väikeste tähtedega I, u ja e. Periodi kestel esinevat suurimat hetkväärtust nim. amplituudväärtuseks. Näiteks Im , Um ,Em Elektromotoorse jõu hetkväärtus i=IMsinωt e=Emsin(t+)
Ohmi seadus ja Kirchhoffi seadused jäävad õigeks ka muutuva pinge ja voolu hetkväärtuste jaoks, kui need muutused pole liiga kiired.
4p. Induktiivne ja mahtuvusluk vahelduvvool- Induktiivpooli läbiv vahelduvvool: Kui rakendame poolile vahelduva pinge, tekib poolis vahelduvvool, mis indutseerib eneseinduktsiooni elektromotoorse jõu. Kui eeldame, et poolis R0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nim. induktiivseks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xL=L Pingelang pooli otstel edastab pooli läbivat voolu faasis 900 võrra.
Kondensaatorit läbiv vahelduvvool. Olgu vahelduvpinge rakendatud kondensaatorile C. Kondensaatori pideva ümberlaadimise tõttu kulgeb vooluringis vahelduvvool. Kui eeldada, et kondensaatoris R0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nim mahtuvuslikuks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xc=1/C. Pinge kondensaatoril jääb teda läbivast voolust faasis maha 900 võrra.
Vahelduvvooluahelas eralduv võimsus-Võimsuse hetkeväärtus on pinge ja voolu hetkeväärtuse korrutis. Praktilist huvi pakub ajas keskmistatud P(t) väärtus, mille tähistame lihtsalt P. P=0,5UmImcos Voolu efektiivväärtus I=Im/2 Pinge efektiivväärtus U=Um/2 Eelpool toodust võime kirjutada, et P=UIcos kui x=0, siis cos=1, P=UI; kui R=0 siis cos=0, P=0. Võimsuse valemis cos nim võimsusteguriks. Tehnikas püütakse cos muuta võimalikult suureks. Tööstuseks kasutatakse cos parandamiseks kondensaatorpatareisid.
Kolmefaasilised ahelad-Kolmefaasiliseks pingesüsteemiks nim kolmest ühel ja samal sagedusel töötavast vahelduvvooluahelast koosnevat süsteemi, kus energiaallikaks tekitab kõigi ahelate emj, mis on üksteisest erineva algfaasiga. Kolmefaasilise süsteemi üksikahelaid nim faasideks . Faaside vaheline nihe on 2/3 ehk 120.
UA=Umsint UB=Umsin(t-2/3) Uc=Umsin(t-4/3) UA , UB , UC – faasipinged Uf= 220V - Ul=380V-efektiivväärtus UAB-faaside A; B vaheline pinge-liinipinge.
6p. Transformaator - nim elektromagneetilist seadet , mis on mõeldud teatud pingega vahelduvvoolu muundamiseks sama sagedusega, kuid teistsuguse pingega vahelduvvooluks.
1. Transform südamik 2. Primaarmähis 3. Sekundaarmähis 4. .. 5. Puistemagnetvoog Aututrafoks nim trafot, mille alampingemähiseks on osa ülempingemähisest.
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.
5p.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)
2p.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 0,4/0,75m . 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.
4p.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.
3p.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-võnkumise sihi ja kiiruse
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.
6p. 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 -kiirgamisvõime---sõltub keha temperatuurist. 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.
2p.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.