Füüsika eksami pilet nr. 3 (0)

Variant 3
1. Laengute vastastikune toime ( Coulomb `i seadus)- jõud, millega üks punktlaeng mõjub teisele, on võrdeline mõlema laengu suurusega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga . Ühenimeliste laengute korral on jõud positiivne(tõukuvad) ja erinimeliste laengute korral on jõud negatiivne(tõmbuvad).
 2.Elektrivool- Asetades elektrijuhi elektrivälja hakkab juhis olevatele vabadele laengutele
mõjuma elektriline jõud f = q E .See tekitab laengute korrapärase liikumise
välja sihis (positiivsed välja suunas, negatiivsed vastassuunas . Seda nim. elektrivooluks . Elektrivoolu iseloomustatakse tugevusega.
Voolutugevus on võrdne ajaühikus juhi ristlõiget läbiva laenguga.
I = dq / dt
Voolutugevuse ühikuks on amper ( A ).
Voolutihedus on antud kohas vooluga risti asuvat pindalaühikut läbiv
voolutugevus.
j = dI / dS ; j = e n v , kus
e - laengukandjate laeng
n - laengukandjate arv
v - laengukandjate suunatud liikumise
kiirus.
 3.Dielektrikud ehk isolaatorid - on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked , vedelad kui gaasilised . Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtasimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit , klaasi ja õhku.
4.Valguse dispersioon, valguse hajumine - Dispersiooniks nimetatakse aine murdumisnäitaja olenevust elektromagnetlaine
sagedusest ( lainepikkusest ).
Aine murdumisnäitajat võib defineerida kahel viisil:
Üks neist on geomeetriline määratlus, mille järgi aine murdumisnäitaja on valguse
langemis - ja murdumisnurga siinuste suhe, kui valgus langeb ainele vaakumist.
Teine määrab murdumisnäitaja levimiskiiruste järgi samades keskkondades.
n = sin7/sin; = c/v
kus c - valguse levimise kiirus vaakumis
v - valguse levimise kiirus aines
Murdumise füüsikaline põhjus on kiiruse muutus üleminekul ühest keskkonnast teise.
Maxwelli järgi n = :
Seega on murdumisnäitaja määratud keskkonna (aine) elektrilise ja magnetilise
läbitavusega.
Optiliste sageduste juures ( 1014 Hz ) on tavaliselt : = 1 .Seega tuleb leida olenevus
sagedusest.
Normaalse dispersiooni nähtusest tuleneb valguse lagunemine spektriks prismast
läbiminekul. Seda kasutatakse aine kiirgus- ja neeldumisspektrite uurimisel.
Vastavaid riistu nimetatakse prismaspektrograafideks.
Valguse hajumine.
Klassikalise füüsika seisukohast , tekib valguse hajumine sellest, et ainet läbiv valguslaine
paneb aatomeis olevad elektronid võnkuma.Homogeenses keskkonnas sekundaarlained
kustutavad üksteist täielikult kõikides suundades, väljaarvatud primaarlaine levimise
suund.Seepärast valguse hajumist ei esine.
Valguse hajumine tekib ainult heterogeenses keskkonnas. Selliseid keskkondi nimetatakse
sogasteks keskkondadeks:
- suits s.o. gaas , kus hõljuvad tahke aine väikesed osakesed;
- udu s.o. gaas, kus on väikesed vedeliku piisad ;
- suspensioon s.o. vedelik, kus hõljuvad tahke aine väikesed osad;
- emulsioon s.o. vedelik, kus hõljuvad teise vedeliku väikesed osakesed (mis ei lahustu
selles vedelikus );
- tahked ained , nagu piimklaas, pärlmutter, opaal jt.
 5.Elektrolüüs ( Faraday seadused)- Molekulide lagunemine lahustes.
Aineid, milles elektrivool põhjustab keemilisi muutusi, nimetatakse teist liiki
juhtideks ehk elektrolüütideks.Nende hulka kuuluvad soolade, hapete või
leeliste vesilahused või lahused mõne teise vedelikuga.
_____ lahustuva aine molekul
+ katioonid
-------- lahusti molekulid

• anioonid
  

Voolukandjateks on elektrolüüdis ioonid , milleks lahuses lagunevad
lahustatava aine molekulid.
Vedelikest suurima - ga on vesi ( = 81 ).
Elektrolüüs.
Kui asetada elektrolüüti tahkest juhist plaadid (elektroodid) ja rakendada neile
pinge hakkavad ioonid suunatult liikuma tekitades elektrivoolu.
Katood - negatiivne elektrood
Anood - positiivne elektrood
Katoodile liikuvaid positiivseid ioone nimetatakse katioonideks.
Anoodile liikuvaid negatiivseid ioone nimetatakse anioonideks.
Elektrolüüti läbiva vooluga kaasneb elektrolüüdi koostisosade eraldumine
elektroodidel. Seda nähtust nimetatakse elektrolüüsiks.
26
Faraday seadused :
1.seadus.
Elektroodil eraldunud aine hulk on võrdeline elektrolüüti läbinud
laenguga .
m = k q
kus m – aine mass
k - elektrokeemiline ekvivalent
2.seadus.
Kõikide ainete elektrokeemilised ekvivalendid on võrdelised nende
keemiliste ekvivalentidega.
k = A / F·z
kus A – aatomimass
F – Faraday arv ( F = 96,5·106 C/kg ekv)
Z - aine valents
Temperatuuri tõustes ioonide liikuvus suureneb ning seetõttu suureneb ka
elektrolüütide elektrijuhtivus.
Elektrolüüsi kasutamine tehnikas.
1. Galvanoplastika.
2. Galvanosteegia.
3. Elektrometallurgia.
4. Elektrolüütiline poleerimine.
5. Elektrolüütkondensaatorid.
6. Keemilised vooluallikad.
- batareid
- akumulaatorid
pliiakud
leelisakud
dryfit, geel ja AGM tüüpi akud
- kütuse element