Füüsikalised suurused ja nende etalonid (0)

1.Füüsikalised suurused ja nende etalonid

1.Füüsikalised suurused ja nende etalonid – SI süsteemi 7 põhiühikut ja nende definitsioonid (+etalonid)
Suurus
Mõõtühik
Tähis
Hetkel kehtiv etalon
Pikkus
meeter
1 m
tee pikkus, mille valgus läbib vaakumis 1/299 792 458 sekundi jooksul 
Aeg
sekund
1 s
133Cs aatomi ( tseesium -133)
põhiseisundi kahe ülipeen(struktuuri)-nivoo vahelisele üleminekule vastava kiirguse ca 9 miljardi võnkeperioodi kestusega
Mass
kilogramm
1 kg
massiühik , mis on võrdne rahvusvahelise kilogrammi prototüübi massiga
Temperatuur
kelvin
1 K
1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist
Voolutugevus
amper
1 A
selline konstantne elektrivoolu tugevus, mis kulgedes kahes sirges, paralleelses, lõpmatu pikas, kaduvväikese ringikujulise ristlõikega , vaakumis teineteisest ühe meetri kaugusele paigutatud juhtmes tekitab nende juhtmete vahel jõu 2·10–7 njuutonit juhtme meetri kohta 
Valgustugevus
kandela
1 cd
kiirgusallikast etteantud suunas kiiratud monokromaatse 540·1012 hertsise kiirgussagedusega ja samas suunas 1/683 vatti steradiaani kohta kiirgustugevust omava kiirguse valgustugevus 
Ainehulk
mool
1 mol
süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama palju elementaarseid koostisosakesi, nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis 12C
1.Klassikaline mehaanika

1. Kinemaatika põhimõisteid

Kinemaatika – teoreetilise mehaanika osa, millesuuritakse materiaalsete kehade liikumise
geomeetrilisi omadusi sõltumatult seda tekitavatest põhjustest.

2. Ainepunkt ( punktmass )

Ainepunktiks nimetatakse keha, mille mõõtmed ja kuju võib jätta arvestamata tema liikumise
kirjeldamisel.
3. Taustsüsteem (+ joonis)
Taustsüsteem on targalt valitud keha, mille suhtes on otsustatud määrata keha asendit ruumis, ja millega on seotud koordinaadistik, ja ajamõõtmise viismilles kehtib inertsiseadus, inertsiaalseteks taustsüsteemideks ehk inertsiaalsüsteemideks.

4. Kohavektor (+joonis)

Kohavektoriks või raadiusvektoriks nimetatakse sellist vektorit, mis on tõmmatud koordinaatide alguspunktist 0 kuni vaadeldava ainepunktini A.

5. Nihkevektor (+joonis)

Osakese asendi muutumist punktist A1 (algpunkt) punkti A2 (lõpp punkt) ajavahemiku (Δt) jooksul nimetatakse nihkeks (nihkevektoriks)

6. Liikumisseadus (+ valem)

kui punkt liigub ruumis, siis tema koordinaadid muutuvad ajas:
x = x(t) ; y = y(t) ; z = z(t).

3.Kulgliikumise kinemaatika

1.Kiirus (+ valem)

Kiirus on vektoriaalne suurus, mis iseloomustab punktmassi asukoha muutumist ajavahemikus .

2.Kiirendus (+ valem)

Kiirenduseks nimetatakse kiiruse muutmise kiirust ajas.

3. Ühtlane ja kiirenev liikumine (+ valem)

Liikumist, mille kiiruse suurus ei muutu, ehkki suund võib muutuda, nimetatakse ühtlaseks.
Ühtlaselt kiireneva liikumise korral liigub keha nii suuruselt kui suunalt muutumatu kiirendusega

4. Kulgliikumise dünaamika põhimõisted

1.Mass (+ mõõtühik )

Massiks nimetatakse füüsikalist suurust, millega mõõdetakse keha inertsust (1KG)

2. Inerts (+inertsus)

Inerts on nähtus, mis seisneb selles, et iga materiaalne keha säilitab välisjõudude puudumisel oma liikumise või paigalseisu . Inertsus on füüsikas keha omadus, mis näitab, kui raske on keha liikumisolekut muuta.

3. Inertsiaalne taustsüsteem

Inertsiaalne taustsüsteem on taustsüsteem, milles kehad liiguvad jääva kiirusega, kui neile ei mõju teised kehad.

4. Jõud(+mõõtühik)

Jõud on füüsikaline suurus, millega mõõdetakse ühe keha mõju teisele, mille tulemusena muutub nende liikumishulk. (1N)

5. Newtoni 3 seadust (+ valemid ja joonised)

1.Newtoni esimene seadus 

Keha on paigal või ligub ühtlaselt sirgjoneliselt kui kehale kõike mõjuvate jõudude summa on võrdne nuliga.

2.Newtoni teine seadus 

Kui keha ei ole paigal või ei ligu ühtlaselt sirgjoneliselt, siis keha liigub kiirendusega, mis on võrdeline kehale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha masiga. Kui kehale mõjub rohkem kui üks jõud, siis leitakse resultantjõud.

3. Newtoni kolmas seadus 

Newtoni kolmas seadus väidab, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised.

6. Mehaaniline töö (+ “mehaanika kuldne reegel”)

Mehaaniline töö (tähis: A või W) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutmisel tehtavat pingutust ning võrdub jõu ja jõu mõjul liikunud keha nihkevektoriskalaarkorrutisega. Mehaanika kuldreegel: nii mitu korda, kui lihtmehhanismi kasutamisel võidetakse jõus, kaotatakse läbitud tee pikkuses .

1. Võimsus (+ valem ja mõõtühik)

Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd teeb jõud ajaühiku jooksul, seega väljendab võimsus töö tegemise kiirust. (1W)
,kus  – võimsus,  – töö,  – aja muut

2. Konservatiivsed jõud (+ joonis)

Konservatiivsed jõud on jõud, mille töö kinnisel trajektooril võrdub nulliga, e.tehtud töö ei olene trajektoorist, ainult trajektoori alg ja lõpppunktist

3.Kineetiline ja potentsiaalne energia (+ valemid ja mõõtühikud )

Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha  liikumisest  teiste kehade suhtes. Mõõtühik on 1džaul (J).
Potentsiaalne energia on süsteemi energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemi teiste kehade suhtes ja kõigi süsteemis olevatele kehadele vastastikku mõjuvatest jõududest välises jõuväljas. Mõõtühik on 1džaul (J).

4. Mehaanilise energia jäävuse seadus (+ valem)

Mehaanilise energia jäävuse seadus on jäävusseadus mille kohaselt isoleeritud süsteemis, mille kehade vahel mõjuvad ainult konservatiivsed jõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia muutumatu.

7. Pöördliikumise kinemaatika

1. Pöörlemine

Pöörlemine on liikumine, mille korral keha kõikide punktide trajektooriks on ringjooned

2. Nurkkiirus (+valem, mõõtühik ja joonis)

Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab raadiuse pöördenurka ajaühiku kohta. , kus φ (fii) on pöördenurk ja t on aeg.
Mõõtühik: rad/s (radiaani sekundis).

3. Joonkiirus (+ valem, mõõtühik ja joonis), seos nurkkiirusega.

Joonkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab läbitud kaarepikkust ajaühiku kohta.  ν = ω * r, kus kus ω (oomega) on nurkkiirus ja r on trajektoori raadius.
Mõõtühik: m/s (meetrit sekundis)
Nurkkiirus ω ja joonkiirus v on omavahel seotud:

4. Nurkkiirendus (+ valem ja mõõtühik)

Nurkkiirendus ε iseloomustab nurkkiiruse muutumise kiirust (nurkkiiruse aja tuletis ).
, mõõtühik: rad/s2

5. Kesktõmbekiirendus (+valem ja joonis)

Kesktõmbekiirendus ( normaalkiirendus ) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina  suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul  ak = v2/ r ehk ak =2 r . (a-kiirendus)

6. Pöördliikumise liikumisvõrrand (+ valem)

7. Tiirlemisperiood ja sagedus (+ valemid ja mõõtühikud)

Tiirlemisperioodiga T, mille all siis moistetakse aega, mille jooksul teeb keha täispoorde, e. pöörab nurga 2π võrra.

8.Pöördliikumise dünaamika

1. Jõumoment, selle suund (+ valem, mõõtühik ja joonis)

Jõumoment ehk moment on füüsikas ja teoreetilises mehaanikas jõu võime põhjustada pöörlevat liikumist ümber punkti.
, Mõõtühik: 1Nm(njutonmeeter)

2. Pöördliikumise Newtoni 3 seadust (+ valemid)

Newtoni I seadus: Keha, mis pöörleb, püüab jätkata pöörlemist, säilitades oma pöörlemistelje asendit.
Newtoni II seadus: Kehale mõjuvate jõudude summaarne moment on võrdne keha nurkkiirenduse ja tema inertsimomendi korrutisega.
Newtoni III seadus : Kaks pöörlevas vastumõjus olevat keha pööravad teineteist jõumomendiga, mis on suuruselt võrdsed ja omavahel vastassuunalised (üks pöörab päri–ja teine vastupäeva)

3. Inertsimoment (+valem ja mõõtühik)

Inertsimoment on massiga  analoogne suurus pöördliikumise puhul fikseeritud telje ümber. , kus  on punktmassi  kaugus pöörlemisteljest. Mõõtühik:1kg*m2

9. Perioodiline liikumine

1. Võnkesüsteem

Võnkesüsteem on vastastikmõjus olevatest kehadest koosnev süsteem, milles võib esineda  võnkumine . Võnkesüsteemide ühised omadused:

• eksisteerib tasakaaluolek, mille korral süsteemi potentsiaalne energia on minimaalne;
  
• tasakaaluolekust välja viidud  kehale mõjub koordinaatidest sõltuv jõud, mis püüab teda tasakaaluolekusse tagasi viia;
  
• nullist erineva mistahes kiirusega tasakaaluolekusse saabuv keha liigub inertsuse tõttu edasi
  

2. Harmooniline võnkumine, seos ringliikumisega (+ joonis)

Harmooniliseks nimetatakse võnkumist, milles võnkuv suurus muutub ajas sinusoidaalse seaduspärasuse järgi.

3.Liikumisvõrrand suuruste lahtiseletamisega (faas, algfaas , ringsagedus , amplituud , periood)

4. Matemaatiline pendel (+ valem ja joonis)

Matemaatiline pendel on pendli idealiseeritud mudel.
• Kaalutu ja venimatu niit
• Riputatud ainepunkt (punktmass)
• Liigub etteantud tasandis
• Liikumist ei pidurda takistusjõud

5. Füüsikaline pendel (+ valem ja joonis)

Füüsikaliseks pendliks nimetatakse iga reaalset keha, mis ripub kinnitatuna raskuskeskmega mittekokkulangevast punktist.

6. Vabavõnkumine ja võnkumise sumbumine (+ joonis)

Vabavõnkumine ehk omavõnkumine on füüsikas võnkumine, mis toimub süsteemis, millele ei mõju väliseid jõudusid.

7. Sundvõnkumine ja resonants

Sundvõnkumine on perioodiliselt muutuva välisjõu tõttu toimuv võnkumine. Füüsikas on resonants nähtus, kus võnkeamplituud saavutab teatud sagedusel maksimaalse väärtuse.

8. Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis)

10. Elastsuslaine

1.Piki- ja ristlaine (+ joonised)

Pikilaine  on laine, milles võnkumine toimub laine levimise sihis.
Ristlaine ehk  ristilaine  on laine, kus keskkonna osakesed võnguvad risti lainete levimise suunaga.

2. Lainepikkus ja laine levimiskiirus (+ valemid ja joonis)

Lainepikkuseks nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva
punkti vahel.
Laine levimiskiirus – laine levib ühe lainepikkuse võrra oma perioodi jooksul. Levimine toimub jääva kiirusega v. (Laineperiood on kahe laineharja vaheline „kaugus“ ajas.)

3. Lainefunktsioon (+ valem)

Punkti kaugus oma tasakaaluasendist kaugusel x ajahetkel t.

4. Laine interferents (+ seisev laine) ja difraktsioon (+joonised)

Interferents on füüsikaline nähtus, kus kahe laine liitumisel saadakse uus laine, mille amplituud on suurem või väiksem.
Seisulaine  ehk seisev laine ehk seisevlaine on laine, mille korral võnkumiste energia levikut ei toimu. Seisulaine tekib juhul, kui laineid
juhtiva keha otsale lähenev laine ning otsalt tagasi peegeldunud laine tugevdavad
teineteist interferentsil.
Difraktsioon on füüsikaline nähtus, mille korral laine paindub ümber väikeste takistuste või levib väikesest avast välja.

5. Helilaine (+ heli kiirus)

Helilaine on aines levivad mehaanilised  võnkumised .
Heli kiirus on  vahemaa , mille helilaine läbib ühikulise aja jooksul elastses keskkonnas.
Kuivas õhus merepinnal temperatuuril 20°C on heli kiirus ligikaudu 343 m/s ehk 1235 km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul.

6. Infra - ja ultraheli

Infraheliks nimetatakse helilaineid sagedusega alla 16 Hz. Õhus on nende lainete pikkus üle 20 meetri:

• tuule liikumine üle suuremõõtmeliste takistuste (hoonete, elektripostide, merelainete, tuulegeneraatorite)
  
• plahvatuste, vulkaanipursete, maavärisemise ja äikesega
  
• mitmesuguste mehhanismide töötamisel, masinate vibreerimisel
  

Vähese neeldumise ja suure paindumise tõttu tungib infraheli kõikjale – hoonetesse, maa sisse, vette. Infraheli mõjub inimorganismile väga halvasti, põhjustades väsimust, iiveldust, unisust, hirmu, ärevust ning olulist reageerimiskiiruse ja tasakaalu nõrgenemist (selle põhjuseks on asjaolu, et inimeste siseorganid võnguvad sagedustega 3-12 Hz). Infraheli võib inimese siseelundid viia resonantsi. Maavärisemisele või tsunaamile eelnev infraheli võib hoiatada läheneva loodusõnnetuse eest.
Ultraheli – saab tekitada mehaaniliselt (näiteks vilega) või elektromehaaniliselt. Kui ultraheli sagedus ja intensiivsus on väikesed, siis elavdab see organismi kudede ainevahetust ja vereringet. Ultraheli kasutamine põhineb sageli kajameetodil.

11. Hüdromehaanika alused

1.Rõhk (+ valem ja mõõtühik)

Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega
, kus p = rõhk, F = jõud, S = pindala. Rõhu ühik on paskal, 

2. Pascal ’i seadus ja selle rakendusi (+ joonised)

Pascali seaduse ehk  hüdrostaatika põhiseaduse kohaselt kandub rõhk vedelikus või gaasis edasi igas suunas ühteviisi.

3. Archimedes’e seadus (+ valem)

Archimedese seadus on  hüdro - ja aerostaatika seadus, mille kohaselt igale vedelikus või gaasis asetsevale kehale mõjub  üleslükkejõud , mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga.
,kus ρ = vedeliku tihedus, V = keha ruumala, g = vaba langemise kiirendus, m = keha mass.

4. Vooluhulk (+ valem ja mõõtühik)

Torus voolava vedeliku kogus mingil ajahetkel on toru igas punktis ühesugune.
Mõõtühik 1m3/s

5. Pidevuse teoreem (+ valem ja joonis)

Vedeliku voolamisel muutuva ristlõikega torus on voolamise kiirus pöördvırdeline toru ristlõike pindalaga.

6. Bernoull’I võrrand (+ valem ja joonis)

Bernoulli võrrand seob voolava vedeliku rõhu, voolu kiiruse ja asendi potentsiaalse energia ning kirjeldab energia tasakaalu voolava vedeliku joas.

7. Hõõrdekaod reaalses vedelikus (+ viskoossus )

Hõõrdekaod torustikus sõltuvad:

• torustiku pikkus/ ristlõige / pinnakaredus
  
• liidete arv torustikus
  
• vedeliku voolukiirus
  
• vedeliku viskoossus
  

Viskoossus on vedelike omadus takistada oma osakeste liikumist üksteise suhtes.
Soojusfüüsika

12. MKT ja Termodünaamika

1. MKT kolm põhipostulaati

Molekulidevahelised kaugused on palju suuremad molekulidelineaarmõõtmetest(läbimõõdust)
2) Gaasisüsteemi osakesed alluvad mehaanika
seaduspärasustele
3) Molekulid liiguvad kaootiliselt (gaasi kui terviku masskese on paigal)
4) Molekulide põrked anuma seintega ning omavahel on absoluutselt elastsed
5) Põrgete vahel ei mõjuta molekule mingid jõud, nende liikumine on ühtlane

2.Mool ja molaarmass (+ mõõtühikud)

Mool on ainehulk, milles sisaldub Avogadro arv (6,022 × 1023 ) loendatavat osakest, mis on sama palju kui aatomeid 12 grammis süsiniku isotoobis massiarvuga 12. Mõõtühik:1mol
Molaarmass on ühe mooli mass. Mõõtühik on grammi mooli kohta g/mol

3.Ideaalne gaas

Ideaalne gaas on gaas, mille osakesed ei ole omavahel mingis vastastikmõjus ning nende mõõtmed võib jätta arvestamata.

4. Termodünaamilised parameetrid , temperatuur (+ mõõtühikud)

5. Ideaalse gaasi olekuvõrrand ( Clapeyron -Mendelejev’i võrrand)

Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk  Clapeyroni -Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid, kui see gaas on tasakaaluolekus.
Ideaalse gaasi olekuvõrrandi võib esitada kujul
kus p on gaasi rõhk, V on ruumala, n on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ning R on universaalne gaasikonstant  (=8.3145 J/mol/K).

6. Isoprotsessid (+ valemid ja joonised)

Isoprotsessiks nimetatakse oleku muutumist, kus olekut iseloomustav parameeter jääb samaks.
1) Isotermiline- on isoprotssess, mis toimub jääval temperatuuril. T= const
2)Isohoorilne- jääval ruumalal ja jääval gaasil toimuv isoprotsess (gaasi ruumala ei muutu). V=const
3)Isobaariline- isoprotsess mis toimub jääval rõhul. p=const

13. Termodünaamika 1.seadus

1. Termodünaamilise süsteemi siseenergia

Siseenergia on termodünaamilise süsteemi sisemiste, mikroskoopiliste vabadusastmetega seotud energia. Selle sisse kuuluvad:

• Molekulide soojusliikumise ( kulgliikumise , pöörlemise, võnkumise) kineetiline energia;
  
• Molekulide vastasmõju potentsiaalne energia;
  
• Tuumaenergia.
  

2 Termodünaamika I. printsiip (+ joonis)

Termodünaamika esimene seadus on sisuliselt energia jäävuse seadus.
Termodünaamika esimene seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muutuda tänu soojushulgale (Q), mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu:
,kus Q-soojushulk; ΔU- siseenergia; A-töö(välisjõudude vastu kas + või -)

3. Soojuspaisumine (+ vee paisumine )

Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojendamisel. Enamik aneid paisub temperatuuri tõustes, sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad.
Joonpaisumine on parameeter, mis väljendab materjali ühe pikkusühiku paisumist temperatuuri muutmisel 1 °C võrra. Joonpaisumistegur oleneb materjali omadustest.
Ruumpaisumine on keha ruumala muutumine soojenemisel. Kui tahkise kõik mõõtmed kasvavad temperatuuri tõustes, siis peab ka selle ruumala kasvama.
Vee paisumine on vee tihedus tahkes olekus väiksem kui vedelas olekus. Nagu näha, on vee tihedus suurim temperatuuril 4 Co.

4. Faas ja faasisiire

Faas ehk aine faas on aine olek, milles keemiline koostis ja füüsikalised omadused on selle aine ulatuses ühesugused.
Faasisiire on aine üleminek ühest faasist teise keemiliselt homogeenses süsteemist välistingimuste(rõhk, temperatuur) muutumisel, mille tunnuseks on aine omaduste oluline muutus.

5. Olekudiagramm , faasisiirekõverad (+ joonis)

Olekute jaotumist rõhu ja temperatuuri järgi nimetatakse olekudiagrammiks. Tavaliselt esitatakse see rõhk-temperatuur teljestikus erinevate faaside piirjoonte abil.

14. Termodünaamika 2. seadus

1.Termodünaamika II. Printsiip (erinevad sõnastused)

Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust.
Clausiuse   sõnastus :
Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas.
Clausiuse sõnastus (teine variant):
Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale.
Thomsoni (lord Kelvini) sõnastus:
Ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat
masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise arvel, nii et ümbritsevates kehades ei esineks mingeid muutusi (st kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida tööks).
Ostwaldi sõnastus:
Teist liiki perpetuum mobile on võimatu.

2. Entroopia (+ valem)

Entroopia (S) on korrapäratuse mõõt ja veel üks olekuparameeter. Mida suurem entroopia, seda kaootilisem on osakeste liikumine.

3. Soojusmasin ja selle kasutegur

Soojusmasin ka termodünaamiline mootor on masin, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks.
Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku tööd. “Kahjulik” soojus on see, mis tuleb anda masinale mehaanilise töö saamiseks.

4. Ringprotsess (+ joonis)

Ringprotsess on termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga.
Üleminek ühest olekust teise võib toimuda erinevaid teid pidi, ja igale teele vastab erinev "töö", st. erineva kuju ja pindalaga kõverjooneline trapets .
Elektromagnetism

15.Elektrostaatika

1. Elektrilaeng , elementaarlaeng (+ mõõtühik)

Elektrilaeng e. laeng on füüsikaline suurus, mis näitab kui tugevasti laetud kehad osalevad elektrilises vastastikmõjus. Mõõtühik: kulon (tähis: C).
Elementaarlaeng on prootoni (positiivne) või elektroni (negatiivne) elektrilaeng. Elementaarlaeng on universaalne füüsikaline konstant ja tema tähis on e.

2. Elektrilaengu jäävuse seadus (+ valem)

Elektrilaengu jäävuse seadus on füüsika seadus, mille kohaselt elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi  elektrilaengute [algebraline summa] jääv.

3. Coulomb’I seadus (+ valem)

Coulombi (kulooni) seadus ehk elektrostaatilise vastasmõju kvantitatiivne seadus on füüsika seadus, mis ütleb, et kakspunktlaengut  ja  mõjutavad teineteist jõuga  , mille  moodul  on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga .

4. Elektriväli, elektrivälja jõujooned ja ekvipotentsiaalpinnad (+ joonis)

Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli, mis mõjutab teisi ruumis paiknevaid elektrilaenguid
Elektrivälja jõujooneks nimetatakse mõttelist joont, mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib  väljatugevuse vektori  sihiga. Staatilise elektrivälja jõujooned algavad positiivsetel laengutel ja lõppevad negatiivsetel või suunduvad lõpmatusse.
Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal.
Joonis 1.Elektriväli

Joonis 2 Elektrivälja jõujooned

5.Elektriväljtugevus(+valem ja mõõtühik)

Elektrivälja tugevus ehk elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega.
Kui me tähistame elektrivälja tugevuse tähega  ja mõõtühikuks SI-süsteemis on  volti  meetri kohta (V/m), võime kirjutada:
, kus  on  punktlaeng ,  on punktlaengule mõjuv jõud.

6. Elektrivälja potentsiaal ja ekvipotentsiaalpinnad (+ valem ja mõõtühik)

16.Elektriväli aines

1.Juht, juht välises elektriväljas, indutseeritud laeng (+ joonis)

Elektrijuht ehk juht on kasutusel kahes tähenduses:

• Füüsikas: hea elektrijuhtivusega ehk väikese eritakistusega aine või materjal;
  
• Elektrotehnikas: elektri edastamiseks kasutatav toode, komponent või tarind.
  

Indutseeritud laeng mittepolaarses dielektrikus tekib tänu neutraalsete molekulide polarisatsioonile (erinimelised molekuli osad nihkuvad erinevates suundades, osaliselt
deformeerudes molekuli) ja nende järgenvale ümberorienteerumisele

2. Elektriväli juhi sees, elektrostaatiline ekraneerimine (+joonis)

3. Polaarne dielektrik välises elektriväljas (+ joonis)

Kui polaarne dielektrik panna elektrivälja, siis hakkavad dipoolid orienteeruma välise välja sihis ja nõrgestavad k- 9*109 N*m2c2.

4. Mittepolaarne dielektrik välises elektriväljas,molekulide polarisatsioon (+ joonis)

Mittepolaarne dielektrik hakkab aga välise elektrivälja mõjul polariseeruma st molekulid
AeE p=m*g*h)=A=E*q*d. A-töö(J) E-elektriväljatugevus(V/m) q-laeng(c) d-kaugus neg. plaadist .

5. Dielektriline läbitavus

Dielektriline läbitavus on aine omadus, mis iseloomustab dielektrikute elektrilise polarisatsiooni võimet. Eristatakse suhtelist ja absoluutset dielektrilist läbitavust.
Suhteline dielektriline läbitus näitab, mitu korda on elektrilaengute süsteemi elektriväli selles aines nõrgem kui vaakumis. Elektrivälja nõrgenemist põhjustab elektriline polarisatsioon. Ühesuunaliselt nihkunud positiivsed ja negatiivsed elektrilaengud moodustavad dipoolmomendi, mis mõjub vastu välisele elektriväljale.
Absoluutse dielektrilise läbitavuse ühik on sama, mis elektrilisel konstandil: F/m.

6. Piesoelentriline efekt ja selle rakendusi

Piesoelekter, ka piesoelektriline efekt ehk  piesoefekt  (kreeka keeles piezo 'rõhun') on teatava materjali, näiteks kvartskristalli ‒ piesokvartsi ‒ omadus, mille puhul tema kokkusurumisel tekib kokkusurutavate tahkude vahel elektripinge  tingituna dielektrilisestpolarisatsioonist, s.o erinimeliste  elektrilaengute suunatud nihkumisest.
Piesoelektrilisi komponente kasutatakse paljudes tehnikavaldkondades tajurite ja täituritena ning samuti muude elektromehaaniliste muundusseadistena teadus-, tööstus- ning meditsiiniaparatuuris.

17. Alalisvool

1. Voolutugevus, voolu suund (+ valem ja mõõtühik)

Elektrivoolu tugevus ehk voolutugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub ajaühikus elektrijuhi ristlõike pinnaühikut läbinudelektrilaenguga.
, kus  on aja  jooksul juhti läbinud laeng. Mõõtühik: 1 amper(A)
Voolu suunaks loeme kokkuleppeliselt positiivsete laengute liikumise suunda.

2. Pinge/pingelangus (+ valem ja mõõtühik)

Pinge on füüsikas ja elektrotehnikas kasutatav füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe punkti vahelist elektrivälja potentsiaalide erinevust ning määrab ära, kui palju tööd tuleb teha ühiklaengu ümberpaigutamiseks ühest punktist teise.
kus Q on positiivne punktlaeng ja A on töö, mille elektriväli teeb selle laengu ümberpaigutamiseks. Mõõtühik:1 volt(V)
Pingelang on elektriallika ja elektritarbijate vahele jääva elektriliini ehk elektriahela mingile osale langeva pinge erinevus elektriallika pingest.

3. Ohm’i seadus vooluringi osa ja kogu vooluringi kohta (+ valem)

Vooluahela  lõiku läbiva elektrivoolu tugevus on võrdeline selle lõigu otste vahelise pingega ja pöördvõrdeline lõigu takistusega .
kus I on ahelaosa läbiva voolu tugevus, mida mõõdetakse amprites (A); U on pinge, mida mõõdetakse voltides (V); R on vooluahela lõigu takistus, mida mõõdetakse oomides (Ω).
Vooluringis, s.o suletud mittehargnevas vooluahelas on vool I võrdeline elektromotoorjõuga E ja pöördvõrdeline ahela takistusega R.
Vooluringis, mis koosneb ühest või mitmest järjestikku ühendatud toiteallikast ja ühest või mitmest samasse ahelasse järjestiku ühendatud takistist, saab arvutada voolutugevust järgmiselt.
kus  on vooluahelasse ühendatud elektromotoorjõudude algebraline summa,  on vooluahelasse ühendatud takistuste summa,  on vooluahelasse ühendatud toiteallikate sisetakistuste summa.

4. Juhi takistus (+ valem, mõõtühik ja joonis)

Takistus on elektrotehnikas füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju.
Alalisvooluahelas, milles puudub elektromotoorjõu allikas, võrdub takistus R elektriahelale rakendatud pinge U ja seda ahelat läbiva voolu I jagatisega.
Mõõtühik: 1ohm (Ω)

4. Elektromotoorjõud , kõrvaljõud (+ valem ja mõõtühik)

Elektromotoorjõud on põhjus, mis tekitab ja säilitab vooluringis elektrivoolu. Elektromotoorjõud E on võrdne tööga W, mida teevad kõrvaljõud, s.t mitte-elektrilise päritoluga energiaallikad, elektrilaengu qümberpaigutamiseks kogu vooluringi ulatuses:
Mõõtühik:1 džaul (J)
Alalisvoolu saamiseks peab juhi ühest otsast kandma laenguid tagasi teise otsa väljaspool juhti mitte elektrostaatiliste jõudude mõjul ehk kõrvaljõudude mõjul. Kõrvaljõud liigutavad laenguid elektrijõududele vastupidises suunas, hoides potentsiaalide vahe jäävana.

18.Magnetism

1. Magnetväli , magnetväli jõujooned ja suund (+ joonis)

Magnetvälja põhiomadus on, et ta mõjutab välja asetatud liikuvat laengut või elektrivoolu (magnetilise) jõuga. Magnetväli eksisteerib ainult liikuva laengu ümber ja seda on võimalik avastada liikuvale laengule mõjuva jõu kaudu.
Mangetväljajõujooned on nagu kontuurjooned (konstantne kõrgus) topograafilisel kaardil, nii et nad esitavad midagi pidevat ning teistsugune kaardistamine võib näidata jooni kas tihedamalt või hõredamalt. Magnetvälja jõujooned on suletud kõverad(ei ole algust ega lõppu) Alternatiivne meetod kaardistamiseks on ühendada magnetjõujoonte nooled, mis moodustuvad väljajooned. Magnetvälja suund on igas punktis sellisel juhul paralleelne selle lähima väljajoonega.
Joonis 3 Magnetvälja suund
Joonis 3 Magnetvälja jõujooned

2. Püsimagnetid, magneti poolused (+ joonis)

Looduses on aineid, mis on ümbritsetud magnetväljaga (püsimagnetid). Et erinevalt elektrilaengutest on magnetlaengud alati paarikaupa, nimetatakse neid tavaliselt magneti poolusteks. „Positiivne laeng“=põhjapoolus §„Negatiivne“=lõunapoolus

3. Ampere’ jõud, selle suund (+ valem ja joonis)

Ampère'i seaduse järgi on magnetväljas B vooluga juhtmelõigule mõjuv jõud F võrdeline voolutugevusega I juhtmes, juhtmelõigu pikkusega l ning siinusega nurgast α voolu suuna ja magnetvälja suuna vahel. Magnetväljas juhtmega voolule mõjuva jõu suund on määratud vasaku käe reegliga : kui kujutada ette, et magnetinduktsiooni vektorsuundub vasaku käe peopessa ja voolu suund ühtib väljasirutatud sõrmede suunaga, siis näitab väljasirutatud pöial jõu suunda. 
,kus k on võrdetegur.

4. Magnetiline induktsioon , juhile avalduva jõu suund (+ valem ja mõõtühik)

Magnetiline induktsioon ehk  magnetinduktsioon  on füüsikaline suurus, mis iseloomustab magnetvälja vastavas ruumipunktis: magnetiline induktsioon on magnetvälja magnetvoo tihedus. Tähiseks on B ja SI-süsteemi ühikuks  tesla  (T), mis avaldub SI-põhiühikutes kg⋅s-2⋅A-1 Magnetiline induktsioon (B) iseloomustab magnetvälja tugevust.
. 1T on magnetiline induktsioon, milles voolule tugevusega 1 A ja pikkusega 1 m mõjub maksimaalne jõud 1 N.

5. Laurentz’I jõud, selle suund (+ valem ja joonis)

Lorentzi jõuks nimetatakse elektromagnetväljas liikuvale elektrilaengule mõjuvat jõudu. Liikuvale osakesele mõjub nii elektriväljastpõhjustatud jõud  kui ka magnetväljast põhjustatud jõud . Kogu osakesele mõjuv jõud on seega:
kus F on osakesele mõjuv jõud jõud (njuutonites N), E on elektrivälja tugevus (voltides meetri kohta V/m), B on magnetiline induktsioon (teslades T), q on osakese laeng (kulonites C), v on osakese kiirus (meetrites sekundis m/s).

6. Elektromagnetiline induktsioon

Elektromagnetiliseks induktsiooniks nimetatakse elektrivoolu tekkimist juhtivas kontuuris (näiteks suletud juhtmekeerus), kui muutub selle kontuuri pinda läbiv magnetvoog. Elektrivoolu kutsub esile voolujuhi laetud osakestele mõjuv induktsiooni elektromotoorjõud ehk indutseeritud elektromotoorjõud. Seda elektromotoorjõudu võib käsitada kui elektripinget, mis tekib magnetväljas liikuva juhtmelõigu otste vahel juhul, kui juhtmes puudub vool. Elektromagnetilise induktsiooni poolt põhjustatud elektrivoolu nimetatakse
induktsioonivooluks.

19. Pooljuhid ja elektrolüüs

1. Pooljuht , kovalentsside

Elektriliste omaduste poolest (peamiselt elektrijuhtivus ) asuvad pooljuhid juhtide ja dielektrikute vahepeal , mille eritakistus toatemperatuuril on vahemikus 10-5 – 108 Ωm
(metallide eritakistus 10-8 – 10-6 Ωm).
Pooljuhtmaterjalide eritakistus ρ sõltub eelkõige:

• Koostisest (väga olulised on lisandid)
  
• valmistamise tehnoloogiast
  
• välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusestjne.)
  

Kovalentne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahel moodustuv keemilineside. Nendes toimub aatomite vahel vastastikune elektronide laenamine nii, et moodustub stabiilne struktuur.

2. Sõltuvus temperatuurist ja lisanditest

Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid . Pooljuhid erinevad metallidest suurema eritakistuse ja selle ümberpööratud temperatuurisõltuvuse poolest. Juhtivuse temperatuuri-sõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda.

3.Pn- siire ja selle põhiomadus (+ joonis)

Pn-siire on monokristallilise pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Niisuguse ülemineku eriomaduseks on tõkkekihi moodustumine negatiivse ja positiivse ruumlaengu mõjul.

4. Elektrolüüdid ja elektrolüüs (+ joonis)

Elektrolüüt on aine, mille elektrijuhtivus põhineb ioonide vabal liikumisel. Kõige tüüpilisem elektrolüüt on  ioonne lahus, kuid elektrolüüt võib olla ka tahke või vedel aine, näiteks metall .
Elektrolüüs on keemias ja tööstuses levinud meetod, kus muidu mitte-iseenesliku reaktsiooni toimuma panemiseks kasutatakse alalisvoolu. Tööstuses on elektrolüüs oluline samm eraldamaks lihtaineid looduslikest materjalidest , näiteks maakidest, elektrolüütilise raku abil. Joonis 4Elektrolüüs

5. M. Faraday seadused

Faraday seadus ehk elektromagnetilise induktsiooni põhiseadus  ehk Faraday-Lenzi seadus ehk Faraday-Maxwelli-Lenzi seadus on seaduspära , mille järgi on elektromagnetilise induktsiooni elektromotoorjõud võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega.

20.Elektromagnetlained ja optika

1. Elektromagnetlaine (+ joonis)

Elektromagnetlaine on elektri- ja magnetväljade häirituse levik ruumis. Elektromagnetlaines ei võngu levimisel mingi keskkond. Järelikult ei vaja levimiseks keskkonda (levib ka vaakumis).

2. EM-lainete liigitus sageduste kaudu

Liigitatakse sageduse (lainepikkuse) järgi.

• Nähtav valgus – elektromagnetlaineid lainepikkuste vahemikus umbes 0,4 – 0,7 µm
  
• Madalsageduslained (f = 0 – 104 Hz, λ = 104 m ja enam) on sisuliselt vahelduvvool (levivad elektrijuhtides)
  
• Raadiolained (f = 105 – 1012 Hz, λ = 104 – 10-4 m) on elektromagnetilise infoedastuse põhivahendiks.
  

3.Valguse interferents ja dispersion (+ joonised)

Interferents on (koherentsete) lainete liitumisel tekkiv püsiv energia ümberpaiknemine ruumis mis tuleneb lainete vastastikusest üksteise tugevdamisest ühtedes punktides ja nõrgendamisest teistes.
Difraktsioon on laine kõrvalekaldumine sirgjoonelisest levimisest ning paindumine ümber väikeste takistuste või levimine väikesest avast välja.

4. Optika põhiseadused, murdumisnäitaja (+ joonised)

Newton , harjunud tema ajal moes olevate postulatiivsete süsteemidega, tõi välja neli optika põhiseadust

• (Optiliselt homogeenses keskkonnas) Valgus levib sirgjooneliselt
  
• Valguskiired on sõltumatud: iga kiir levib ruumis nii, nagu poleks teisi olemas
  
• Valguse peegeldumisel tasaselt pinnalt on langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal ühes tasandis
  

Langemisnurk võrdub peegeldumisnurgaga

• Valguse üleminekul ühest keskkonnast teise kiir murdub (muudab suunda) kusjuures langev kiir, murdunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal on ühes tasandis
  

Murdumisnäitaja on väga fundamentaalne suurus. See on seotud valguse levimiskiirusega.

5.Valguse dispersion (+ joonis)

Dispersiooniks nimetatakse valguse murdumisnäitaja sõltuvust sagedusest (lainepikkusest). Seda põhjustab valguse elektromagnetlainete vastastikmõju aines esinevate dipoolidega.
Mida väiksem on valguse lainepikkus, seda rohkem ta keskkonnas murdub.
23