Füüsika spikerdus (2)

SI ühiku –rahvusvaheliselt kehtestatud kohustuslikud füüsikaliste ja keemiliste suuruste ühikud.SIpõhiühikud: Meeter (l; m) – pikkuse ühik. Kilogramm (m; kg) – massi ühik.Sekund (t; s) – aja ühik. Amper (I; A) – elektrivoolutugevuse ühik. Kelvin (T; K) – temperatuuri ühik. Mool (υ; mol) – ainehulga ühik. Kandela (Iv; cd) – valgustugevuse ühik. 1kWh – 1 kilovatt-tund = UIt / 1000 kWh. 1mmHg – 1 mm elavhõbeda
sammast = 133,3 Pa.
1.Skaalarid ja vektorid
Suurusi , mille määramiseks piisab ainult arvväärtusest,nimetatakse skalaarideks. Näiteks: aeg , mass , inertsmoment jne. Suurusi , mida iseloomustab arvväärtus ( moodul ) ja suund , nimetatakse vektoriks.
Näiteks: kiirus , jõud , moment jne.
Vektoreid tähistatakse sümboli kohal oleva noolekesega v͞ .
1. Vektori korrutamine skaalariga.
av͞= av͞
2. Vektorite liitmine .
v͞= v1 + v2
3.Vektorite skalaarne korrutamine.
Kahe vektori skalaarkorrutiseks nimetatakse skalaari , mis on võrdne nende vektorite moodulite ja nendevahelise nurga koosinuse korrutisega.
( v1 v2 ) = v1· v2 = v1 v2 cosα , kusjuures v1· v2 = v2· v1
4. Vektorite vektoriaalne korrutamine.
Kahe vektori vektorkorrutis on vektor , mille moodul on võrdne vektorite moodulite ja nendevahelise nurga siinuse korrutisega , siht on risti tasandiga , milles asuvad korrutatavad vektorid ja suund on määratud
parema käe kruvi reegliga .
[v1 v2]= v1 × v2 = v1 v2 sinα , kusjuures [v1v2= –[v2v1]
2.Ühtlane sirgjooneline liikumine
Liikumine on keha asukoha (koordinaatide) muutumine ajas. Lihtsaim on ühtlane sirgjooneline liikumine: konstantsed on kiiruse absoluutväärtus ja
suund. v = S /t = const
3. Ühtlaselt ja mitteühtlaselt muutuv sirgliikumine
Ühtlaselt muutuv kulgliikumine. ( a=const)
v = v0 ± at ; s = v0t ± at²/2 ; v = 2as
Mitteühtlaselt muutuv sirgliikumine.
( v≠ const ; a ≠ const ) v = ds/dt ; a = dv/dt
4. Ühtlane ringliikumine
Ringliikumisel on keskpunkt kehast väljas (Maa ümber Päikese). Ringjoonel liikumise kiirust v nimetatakse joonkiiruseks, mis näitab, kui pika tee läbib keha mööda ringjoont ajaühikus. Joonkiiruse suurus ei muutu ühtlasel ringliikumisel, küll aga muutub suund. Joonkiiruse suund on alati puutuja sihiline.
v = const. ; ω = const.
5. Ühtlaselt muutuv ringliikumine
aτ = dv/dt τ ; aτ = dv/dt
a = an + aτ
a = an² + aτ² = ( v²/R)² + ( dv/dt)²
kuna ω = const , siis
ε = dω/dt ; ε = dω/dt = 1/R( dv/dt ) = a /R
aτ = εR
Ringliikumine on keha liikumine ringjoonelisel trajektooril. Ühtlasel ringliikumisel läbib keha võrdsetes ajavahemikes võrdsed kaarepikkused. NB! Kuigi liikumise nimi on ühtlane, on jääv ainult kiiruse arvväärtus ehk moodul, aga kiirus kui vektor muutub, sest suund muutub – on olemas kiirendus, mida nimetatakse kesktõmbekiirenduseks ning seda põhjustab kesktõmbejõud (taevakehade tiirlemisel gravitatsioonijõud). Ringjoonel liikumise kiirust v nimetatakse joonkiiruseks, mille suund on alati puutuja sihil
,kus l on läbitud kaare pikkus. Kuna , kus r on liikumisraadius ja φ on kaarele l vastav kesknurk, siis. Suurust
ehk ajaühikus läbitud kesknurka nim-se nurkkiiruseks ω.
. Eelnevatest seostest
ja
saame joon- ja nurkkiiruse seose . Kesktõmbekiirendus
ja kesktõmbejõud
6. Newtoni seadused
I seadus : Iga keha seisab paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt seni kuni välisjõud seda olekut ei muuda.
II seadus: Keha kiirendus a on võrdeline ning samasuunaline talle mõjuva jõuga F ja põõrdvõrdeline tema massiga m . a = F/m
III seadus: Kaks keha mõjutavad teineteist võrdsete ja ühel sirgel mõjuvate ja vastassuunaliste jõududega.
F = - F
7. Töö. Võimsus. Energia
Töö A on võrdne kehale mõjuva jõu F ja nihke s skalaarkorrutisega. A = ( F s ) = F s cosα
kui: cosα> 0 , siis töö on positiivne
cosαcosα= 0 , siis töö on null
Töö ühikuks on dzaul ( J ).
1 J on töö,mida teeb jõud 1 N tee pikkusel 1m .
Võimsuseks nimetatakse suurust,mis näitab kui palju tööd tehti ajaühiku kestel. N = ΔA/Δt = F v
Võimsuse ühikuks on vatt ( W ). 1W = 1J/s ; 1hj = 736 W
Energiaks nimetatakse füüsikalist suurust , mis iseloomustab keha võimet tööd teha.
Energia ühikuks on dzaul ( J ).
8. Jõumoment
Jõu F momendiks antud punkti O suhtes nimetatakse vektorilist suurust M , mille määrab avaldis M = r F , kus r on punktist O jõu rakenduspunkti tõmmatud raadiusvektor. Punkt O , jõud F ja r on ühes tasapinnas. Vektor M on risti selle tasapinnaga.
9. Inertsmoment ! Steineri lause!
Inertsmoment ( I ) mingi suvaliselt valitud telje suhtes
võrdub summaga , milles üheks liidetavaks on inertsimoment ( I ) telje suhtes, mis on paralleelne antud teljega ning läbib keha inertsikeset (raskuskeset) ja teiseks liidetavaks on keha massi ( m ) korrutis telgede vahelise kauguse ( l ) ruuduga . I = I + m
10. Pöördliikumise dünaamika põhivõrrand
Mz = Iz ε
Moment telje z suhtes võrdub keha inertsmomendi ( I ) ja nurkkiirenduse ( ε ) korrutisega.
Pöörleva keha energia. Wk = I/2
11. Harmooniline võnkumine
Harmooniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub mõõda sirget ning tema asukohta kirjeldav koordinaat (x) muutub ajas sinus või koosinus funktsiooni järgi. x = A0sin(ωt +φ0)
12. Matemaatiline pendel
On kaajutu ja venimatu mass. Matemaatiliseks pendliks nimetatakse väikeste mõõtmetega keha, mis on riputatud venimatu ja väga väikese massiga niidi otsa. Kui niit on vertikaalne, siis tasakaalustab kuulikesele mõjuv niidi elastsusjõud raskusjõu
. See pendli asend on tasakaaluasend . Väikeste kaldenurkade korral on matemaatilise pendli liikumise kiirendus võrdeline hälbega tasakaaluasendist . Siit võib järeldada, et väikeste hälvete korral on matemaatilise pendli võnkumine harmooniline. Matemaatilise pendli ringsageduse ligikaudne väärtus on avaldatav valemiga .
Võnkeperiood on avaldatav valemiga: .
Pendli võnkeperioodi sõltuvust vaba langemise kiirendusest kasutatakse vaba langemise kiirenduse täpseks mõõtmiseks erinevates kohtades Maa pinnal. Mõõtmistulemuste põhjal võib avastada ka rauamaagi, nafta , gaasi jt. maavarade leiukohti.
13. Füüsikaline pendel
Füüsikaline pendel on jäik keha, mis raskusjõu mõjul võngub ümber horisontaalse telje, mis ei läbi massikeset. Selle võnkeperiood on kus I on keha inertsimoment pöörlemistelje suhtes ja l – pöörlemistelje kaugus massikeskmest.
T = 2π√ I∕ mga
14. Võnkumise sumbumine
Sumbuvaid võnkumisi kirjeldab samuti siinusfunktsioon , kuid selle amplituud väheneb ajas eksponentsiaalselt.
Võnkeamplituudi vähenemist kirjeldab sumbuvuse logaritmiline dekrement (λ), mis on arvuliselt võrdne kahe samapoolse üksteisele järgneva võnkeamplituudi suhte naturaallogaritmiga.
15. Harmooniliste võnkumiste liitmine
- Kahe ühesuguse sagedusega (ω), samasihilise, kuid erinevate amplituutidega ja algfaasidega võnkumise liitmisel on summaks jälle sama sagedusega harmooniline võnkmine.
- Kahe samasihilise, kuid erineva sagedusega harmomilise võnkumiseliitmisel on tulemuseks mitteharmooniline võnkumine.
Kahe vastastikku ristuva võnkumise liitmisel oleneb tulemus võnkumiste sagedustest ja faasidest.
- Kui võnkumised on sama sagedusega ja samas faasis, siis summaarne liikumine toimub möödasirget.
- Kui võnkumised on sama sagedusega, kuid faasis nihutatud, siis toimub liikumine mööda ellipsit.
16. Lained elastses keskkonnas
Laineks nimetakse võnkumise ruumislevimise protsessi. Lained jaotakse: Ristlained ja Pikilained.
p-keskonna tihedus, E- elastsusmoodul
17. Akustika
Akustika käsitleb elastsuslaineid, millised asuvad sageduste vahemiku
infraheli ultraheli . Akustika on füüsika osa, mis käsitleb häält . Helid jaotakse: lihthelid(e toonid), liithelid, mürad. Heli minimaalset intensiivsust e.tugevust nimetakse kuuldeläveks. Kuuldelävi (I0) sõltub subjektist ja sagedusest. I0(1000Hz)=10-12W/m2
18. Bernoulli võrrand
Bernoulli võrand seob voolava vedelikku rõhu, voolu kiiruse ja asendienergia ning kirjeldab energia tasakaalu voolava vedeliku jaos. Statsionaarsel voolamisel ideaalses vedelikus tihedusega ( ρ) on staatiline
rõhk ( p ) , vedelikusamba kaalust tingitud hüdrostaatilise rõhu ( ρgh ) ja dünaamilise rõhu
( ρ/2 ) summa jääv suurus.
19. Torriccelli võrrand
Torricelli seadus määrab anuma avast väljavoolava vedeliku kiiruse. v=√(2gh)
20. Sisehõõre vedelikus
Sissehõõrdejõud (F) vedelikes on võrdeline kiiruse gadiendi ( dv/dx) ja vedelikukihi pindalaga (S) ning suunatud liikumisele vastu. Sissehõõrdeteguri e.viskoossuse (η) ühikuks on (Pa s) (paskalsekund). Üleminekut laminaarselt voolamiselt turbulentsele voolamisele iseloomustab Reinoldsi arv. Kriitiline Reinoldsi arv. Rek=1000
21. Termodünaamika
Termodünaamika tegeleb kehade makroskoopiliste omadustega ja tema aluseks on termodünaamika põhiseadused.
Termodünaamika 1. seadus:
Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ning töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu.
Q = U2 - U1 + A , kus
Q - soojushulk
U - siseenergia
A - töö välisjõudude vastu
Soojushulga ( Q ) ühikuks on dzaul ( J ).
22. Isotermiline protsess
Isotermiline protsess on protsess kus konstantsel temperatuuril (t0 ) on antud gaasihulga ruumala (V) pöördvõrdeline rõhuga (p).
23. Isobaariline protsess
Isobaariline protsess on protsess, kus temperatuuri tõusmisel 1 0C võrra suureneb iga gaasi ruumala 1/273 võrra selle gaasi ruumalalt temperatuuril 0 0C.
24. Isokooriline protsess
Isokooriline protsess on protsess, kus temperatuuri tõusmisel 1 0C võrra suureneb iga gaasihulga rõhk 1/273 võrra selle gaasihulga rõhust temperatuuril 0 0C.
25. Ideaalse gaasi oleku võrrand
26. Tahke keha soojuspaisumine
27. Aine agregaatoleku muutused
29. Soojusmasina kasutegur
31. Laengute vastastikune toime
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
32. Senjettelektrikud ja piesoelektriline efekt
Senjettelektrikud ja piesoelektriline efekt 1)Ained milles on moodustunud doomenid ehk polaarsed molekulid 2)temp ja mehaaniliste mõjutuste tulemusena muutub potensiaalide vahe. (löök )
33. Elektrimahtuvus
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
34. Kondensaator
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
35. Elektrivool
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.
36. Elektromotoorjõud
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
37. Ohmi seadus
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
38. Magnetväli vaakumis
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
39. Biot ’-Savart’- Laplace ’i seadus
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
40. Pooljuhid
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
41. Elektrolüüs
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.
42. Elektrolüüsi kasutamine tehnikas
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
43. Optika põhiseadused, valguse parameetrid
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.
44. Valguse interferents
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.
45. Valguse difraktsioon
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.
46. Valguse dispersioon ja polarisatsioon
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.
47. Fotoefekt ja soojuskiirgus
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.
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.