Insenerifüüsika 3. Kontrolltöö kordamisküsimused (0)

1. Faraday esimese katse kirjeldus. Joonis selgitustega.  Mähisega on ühendatud galvanomeeter (mõõteseade elektrivoolu olemasolu kindlakstegemiseks) ja püsimagnetist. Kui 
püsimagnet ja mähis olid teineteise suhtes paigal, siis galvanomeeter voolu ei näidanud. Magneti liigutamisel mähise 
suhtes aga galvanomeeter näitab voolu olemasolu.      2. Faraday teise katse kirjeldus. Joonis selgitustega.  Kaks omavahel elektriliselt mitteühendatud mähist. Parema magnetilise ühenduse  saamiseks võivad olla mähitud ümber 
ühise raudsüdamiku. Esimene mähis on ühendatud alalispinge allikaga, teine galvanomeetriga. Galvanomeeter näitab 
voolu olemasolu, kui esimeses mähises vool sisse või välja lülitada ehk kui voolutugevus esimeses mähises muutub. Kui 
esimest mähist läbib alalisvool, siis galvanomeeter teises mähises voolu olemasolu ei näita.    3. Elektromagnetilise induktsiooni mõiste. Lenzi reegel.  EMI-ks nim. emj tekkimist suletud juhtivas kontuuris, kui muutub mähist läbiv magnetvoog, Emj mõjul kontuuris 
tekkivat voolu nim. induktsioonivooluks.  Lenz: Suletud juhtivas kontuuris muutuva magnetvälja poolt tekitatud induktsioonivool on alati suunatud selliselt, et 
induktsioonivoolu magnetväli püüab takistada induktsioonivoolu tekitanud magnetvälja muutust.   4. Generaatori tööpõhimõte.  Seade mehaanilise en. muundamiseks el. en.-ks. Magneti pooluste vahel paiknevat juhtmekeerdu läbib magnetvoog. Kui 
panna raam pöörlema, muutub nurk alfa (magnetvälja jõujoonte ja raami pinnanormaali vahel) ja ühtlasi ka magnetvoog, 
mistõttu raamis indutseeritakse emj.  5. Transformaatori ehitus ja tööpõhimõte. Joonis selgitustega. Ülekandetegur, energiakaod.  Seade vahelduvpinge muundamiseks. Ülekandetegur: suhe n=N1/N2=U1/U2. n>1 siis pingekõrgendustrafo, n>1 siis 
pingemadaldustrafo. Energiakaod: vaseskaod – põhjustatud juhtmete soojenemisest, rauaskaoud – põhjustatud südamiku 
pidevast ümberliigutamisest.     


6. Induktsiooni elektromotoorjõu valemi tuletamine.  FL=qvB, A=FLl => A= qvBl, A=  𝑞ɛ => ɛ=vBl, ɛ=Bl ds dt = d(Bls) dt , BS=ΦB(S) =>  ɛ= dΦB(S) dt   => ɛ=− dΦB(S) dt   7. Mähise omamagnetväli, joonis selgitustega. Omamagnetvoo definitsioon ja valem. Induktiivsus.  Mähise omamagnetväli – mähist läbiva voolu poolt tekitatud magnetväli.  Omamagnetvoog – tekitatud mähist ennast läbiva voolu poolt.    Induktiivsus – mähist iseloomustav positiivne konstant L (ühik 1H(henri))     8. Eneseinduktsiooni elektromotoorjõu valemi tuletamine.   =>    9. Voolutugevuse sõltuvus ajast mähise sisselülitamisel. Valemi tuletamine. Graafik.  Kui mähist ühendada alalise emj allikaga, hakkab voolutugevus mähises muutuma järgmise seaduspärasuse järgi.    Tuletamine:  ,    ,   ,    ,   ,  ,    ,   ,       10.Voolutugevuse sõltuvus ajast mähise väljalülitamisel. Valemi tuletamine. Graafik.  Voolu all oleva mähise klemmide lühistamisel muutub voolutugevus mähises seaduspärasuse järgi.    Tuletamine:  ,  ,  ,  ,  ,  ,        


11.Vooluga mähise magnetvälja energia arvutusvalemi tuletamine.  ,  ,  ,  ,    12.Geomeetrilise optika esimene seadus. Valguskiire kõrvalekaldumine gravitatsiooniväljas.  Valguse sirgjoonelise levimise seadus. Homogeenses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.    13.Valguse peegeldumisseaduse sõnastus, valem, joonis selgitustega.  Valguse langemisnurk võrdub peegeldumisnurgaga, kusjuures langev kiir, peegeldunud kiir ja pinnanormaal asuvad ühel 
tasandil:         14.Valguse murdumisseaduse sõnastus, valem, joonis selgitustega.  Ühest keskkonnast teise levides muudab valgus nende kk-de lahutuspinnal suunda, kusjuures langev kiir, murdunud kiir 
ja pinnanormaal asuvad ühel tasandil, ning    , kus n keskkonna murdumisnäitaja.    15.Murdumisnäitaja, optiliselt tiheda ja optiliselt hõreda keskkonna definitsioon.  Murdumisnäitaja näitab, kui palju on valguse kiirus selles keskkonnas väiksem valguse kiirusest vaakumis:  Optiliselt tihe (hõre) aine – aine, mille valguse kiirus on väiksem (suurem) ja murdumisnäitaja seega 
suurem (väiksem). 


16.Valguse täielik peegeldumine. Toimumise tingimus, piirnurga valemi tuletamine.   Nähtus, mille korral optiliselt tihedamast kk-st hõredamasse leviv valgus peegeldub lahutuspinnalt täielikult tagasi.   =>    Kui langemisnurk on vähemalt akr, siis valgus läbi lahutuspinna ei pääse, vaid peegeldub täielikult tagasi.  17.Fermat´ printsiibi sõnastus.  Valgus levib ühest ruumipunktist teise alati niisugust teed, et tema levimise aeg oleks ekstremaalne.  18.Peegeldumisseaduse tuletamine Fermat´ printsiibist. Joonis selgitustega.    19.Murdumisseaduse tuletamine Fermat´ printsiibist. Joonis selgitustega.    20.Paralleelsete kiirte käik kumerläätses (joonis). Kumerläätse elemendid.    Läätse fookus – punkt, milles pärast läätse läbimist lõikuvad paralleelsed kiired, mis langevad läätsele tema 
sümm.tasandiga rist.  Optiline peatelg – kujuteldav telg, mis ühendab läätse fookusi.  Optiline keskpunkt – läätse sümm.tasandi ja optilise peatelje lkpn. (O)  Fookuskaugus – optilise kskpn-i ja fookuse vaheline kaugus. Koondava läätse puhul alati positiivne arv.  21.Paralleelsete kiirte käik nõgusläätses (joonis). Nõgusläätse elemendid.   


Läätse ebafookus – punkt, milles pärast läätse läbimist lõikuvad II kiirte pikendused, mis langesid läätsele tema 
sümm.tasandiga risti.   Optiline peatelg – kujuteldav telg, mis ühendab läätse fookusi.  Optiline keskpunkt – läätse sümm.tasandi ja optilise peatelje lõikepunkt (O).  22.Kujutise tekitamine läätsega. Joonis selgitustega. Läätse valemi tuletamine.      23.Kujutise tekitamine hajutava läätsega. Joonis selgitustega, kujutise iseloomustus.    Hajutav lääts tekitab sõltumata eseme asukohast alati päripidise ja vähendatud ebakujutise.  24.Kujutise tekitamine luubiga. Joonis selgitustega.  Kui ese asetada lähemale kui fookuskaugus, siis mõlemad kiired – optilist keskpn läbiv kiir ja optilise peateljega II kiir 
hajutavad pärast läätse läbimist. Lõikuvad nende kiirte pikendused (katkendjooned). Lõikumiskohas tekib seega 
ebakujutis, mis on suurendatud ja päripidine.    25.Läätse optiline tugevus.  Läätse fookuskauguse pöördväärtus.   26.Paralleelsete kiirte käik nõguspeeglis (joonis). Nõguspeegli elemendid.  Valgust peegeldavaks pinnaks on sfääri sisepind. Peegel koondab valgust.     


Kõveruskeskpunkt C kui selle sfääri keskpunkt, mille osaks on peegel.  Lagipunkt P – peegli geomeetriline keskpunkt.  Optiline peatelg CP – lagipunkti ja kõveruskeskpn ühendav sirge.  Kõverusraadius R – kaugus opt. kkpn-i ja mistahes peegli pn vahel, R=CP  Fookus F – punkt, milles koonduvad optilise peateljega II kiired.  Fookuskaugus f – kaugus fookuse ja opt. Keskpn. Vahel f=CF  27.Paralleelsete kiirte käik kumerpeeglis (joonis). kumerpeegli elemendid.  Valgust peegeldavaks pinnaks sfääri välispind. Peegel hajutab valgust.    Elemendid samad, aga:  Optilise peateljega II kiired hajuvad pärast peegeldumist selliselt, et nende pikendused lõikuvad fookuses;  Fookuskaugus võetakse negatiivne.  28.Elektromagnetlaine levimine (joonis selgitustega) ja nende teke. Murdumisnäitaja valem.    Mitteühtlaselt muutuv el. väli tekitab mitteüht. Muutuva magnetvälja, see omakorda mitteühtlaselt muutuva el. välja jne. 
Nende kaudu hakkab levima elektromagnetiline mõju el.mag.laine kujul.    29.Elektromagnetlainete skaala. Erinevat tüüpi elektromagnetlainete teke.  Raadiolained λ>1mm, infrapunane valgus 1mm> λ>760nm, nähtav valgus 760nm> λ>380nm (760 punane, 380 violetne, 
555 roheline), ultravioletne 380> λ>10nm, röntgenkiirgus 10nm> λ>10pm, gammakiirgus 10pm> λ.  30.Lineaarselt polariseeritud valguse definitsioon.  Valgus, kus el. välja tugevuse võnkumine toimub ainult ühes kindlas, levimissuunaga ristuvas sihis.  31.Polarisaatori definitsioon. Näited.  Seade, mis laseb läbi ainult ühes kindlas sihis võnkuva el.väljaga valgust. Nt turmaliinikristallid, eriliselt töödeldud 
orgaanilised kiled.   


32.Polarisaatori mõju valgusele, mille elektriväli võngub ahelmolekulide sihis.  Valgus kaotab energiat ja järelikult neeldub polarisaatoris kas täielikult või osaliselt.  33.Polarisaatori mõju valgusele, mille elektriväli võngub ahelmolekulide sihiga risti.  Valgus praktiliselt ei kaota energiat ja järelikult läbib polarisaatorit.  34.Polarisaatori mõju valgusele, mille elektriväli võngub ahelmolekulide sihi suhtes nurga all.  Valguse osa energiast neeldub, seega ainult osa valgusest läbib polarisaatorit.   35.Malusi seadus põhjendusega.  , kus w0 ja w on valguse energiatihedused vastavalt enne ja pärast polarisaatori läbimist, a on nurk  pealelangeva valguse e.välja tugevuse ja polarisaatori ahelmolekulide vahel.  36.Huygens-Fresneli printsiibi sõnastus. Joonis selgitustega.  Iga ruumipunkt, milleni lainefront mingiks ajahetkeks on jõudnud, muutub ise elementaarsete keralainete allikaks. 
Selliste keralainete mähispind moodustab uue, järgmisele ajahetkele vastava lainefrondi.    37.Valguslainete superpositsiooni printsiip.  Kui mingis ruumipunktis kohtuvad erinevad valguslained, siis nende poolt tekitatavad elektriväljad (ka magnetväljad) 
liituvad kui vektorid.  38.Monokromaatilise ja koherentsete valgusallikate definitsioon.  Monokromaatiline – valgusallikas, mis kiirgab ainult ühe kindla sageduse (ja ka lainepikkusega) valgust.  Koherentne – monokromaatiline valgusallikas, mis kiirgab võrdse sagedusega, konstantse faasivahega valgust.  39.Interferentsi definitsioon. Interferentsimaksimumide ja -miinimumide teke.  Nähtus, mille korral vähemalt kaks ühesuguse sagedusega valguslainet omavahel kohtudes teineteist tugevdavad või 
nõrgendavad.  Maksimum: samas faasis, siis tugevdavad.   Miinimum: vastandfaasis, siis nõrgendavad    40.Interferents õhukestel kiledel. Joonis selgitustega.  Interferentsi tõttu paistavad õhukesed kiled (õlikiht veepinnal) valge valguse käes värvilistena.    k’- peegeldunud kiir pn-st O, k’’ peegeldunud kiir pn-st P läbi kile. Kaks parallellset kiirt, seega interf. võimalik 


41.Difraktsiooni definitsioon. Valguse difraktsiooni põhjendamine ava korral. Joonis selgitustega.  Lainete levimine tõkete ja avade taha. Jälgitav, kui tõkete ja avade mõõtmed pole väga palju suuremad laine pikkusest.  Lainefrondil A-st ja B-st levivad elementaarlained (punktiir), 2 ja 4 vahel uus lainefront CD  suunaga G poole. 2 ja 3 vahel EF lainefront suunaga H poole.  42.Rutherfordi aatomimudel. Joonis selgitustega. Selle peamine puudus.  Puudus: elektroni tiirlemisega kaasneb kesktõmbekiirendus, sellega liikuvad el. laengud  kiirgavad el.mag.laineid. Järelikult tiirlev elektron peaks kiirgama el.mag.laineid ja tema energia peaks pidevalt 
vähenema. Seega elektronid langevad tuumale ja aatom pole stabiilne.  43.Bohri esimene postulaat elektronide orbiitide kohta. Valem. Joonis selgitustega.  Elektron võib ümber tuuma tiirelda ainult mööda teatud kindlaid orbiite, millel elektroni impulsimoment rahuldab  tingimust  , kus h=6,62*10 -3 on Plancki konst. ja n on täisarv.  Kui elektron langeb kõrgemalt orbiidilt madalamale, siis kiiratakse liigne en. välja  valgusosakese e. footoni kujul.  44.Bohri teine postulaat valguse kiirgamise kohta. Valem. Joonis selgitustega(sama mis eelmisel).  Kui elektron langeb kõrgemalt orbiidilt madalamale, siis ta meh. en. sellega väheneb. Liigne energia kiiratakse välja 
footonina. Footoni energia h*v, kus v on footoni sagedus.  , kus E1 ja E2 on footoni energia ülemisel ja alumisel orbiidil.  45.Bohri kolmas postulaat valguse neelamise kohta. Valem. Joonis selgitustega.  Kui elektroni tabab sobiva sagedusega footon, siis elektroni energia selle tõttu suureneb ja elektron tõuseb madalamalt 
orbiidilt kõrgemale. (Elektroni ergastamine).   


3. orbiidil elektron langeb esimesele ja kiirgab viol. valguse sagedusega footonit, 2.  orbiidil elektron neelab footoni, mille sagedus on punas. valgusele ja tõuseb kolmandale orbiidile.  46.Spektraalanalüüsi põhimõte. Spektri tekitamine (joonis selgitustega).  Ainete keemilise koostise määramine nende ainete poolt kiiravate (neelavate) spektrite uurimise kaudu.  Vesiniklambist kiirgavad valguskiired, pilu abil tekitatakse valguskiir, mis  lahutatakse prisma abil spektriks.  47.Joonspektri ja pidevspektri definitsioon.  Joonspekter – sisaldab ainult teatavat kindlaid lainepikkusi.  Pidevskepter – sisaldab kõiki võimalikke lainepikkusi.  48.Neeldumisspektri definitsioon ja tekkimise põhjendus.  Spekter, mis tekib, kui pideva spektriga valgus läbib madala temperatuuriga gaasi. Gaas neelab need lainepikkused, 
mida ta ergastatud olekus kiirgaks, seega läbitulnu valguse spektriks on pidavspekter üksikute tumedate joontega.  49.Stefan-Boltzmanni seaduse sõnastus. Selle kvalitatiivne põhjendamine.  Absoluutselt musta keha poolt kiiratava valgusenergia summaarne intensiivsus (ajaühikus ruumalaühiku kohta kiiratav 
energia) on võrdeline temperatuuri neljanda astmega. I=Ϭ*T4, Ϭ=5,67*10-8 W/(K4*m2)  50.Wieni nihkeseaduse sõnastus, valem, graafik. Seaduse kvalitatiivne põhjendamine.  Absoluutselt musta keha kiirguse intensiivsusmaksimumile vastav lainepikkus on 
pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga. , kus b=2,9*10-3K*m   


51.Fotoefekti mõiste ja seadused. Joonis selgitustega.  Fotoefekt – elektronide väljalöömine metalli pinnalt valguse mõjul.  1.  Seadus: Ajaühikus metallist väljalendavate elektronide arv on võrdeline pealelangeva valguse intensiivsusega.  
2.  Seadus: Fotoefekti käigus metallist välja lennanud elektroni kineetiline energia avaldub  , kus υ on pealelangeva valguse sagedus, A on elektroni väljumistöö metallist. (hυ on  pealelangeva footoni energia)  Valguse toimel lüüakse metallist välja elektrone.