Kogu 2008. aasta 12. klassi eksamimaterjal (10)

Mehaanika
Mehhaaniline liikumine
Ühtlane sirgjooneline liikumine- Ühtlaseks sirgjooneliseks liikumiseks nimetame sellist liikumist, mille korral ( punktmass ) sooritab mis tahes võrdsetes ajavahemikes võrdsed nihked .
Ühtlaselt muutuv liikumine- Liikumist, kus kiirus muutub mis tahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesuguste väärtuste võrra, nimetatakse ühtlaselt muutuvaks liikumiseks.
Taustsüsteem- Taustsüsteemiks nimetatakse taustkeha, millega on seotud koordinaadistik ja ajamõõtmissüsteem.
Teepikkus - Kaugust liikumise algpunkti ja lõpppunkti vahel, mida mõõdetakse täpselt mööda trajektoori, nimetatakse teepikkuseks.
Nihe - Teepikkus ei sisalda infot sellekohta , kus suunas liikumine toimus. Juhul, kui algus ja lõpppunkti vahel mõõdame kaugust mööda neid ühendavat sirglõiku saame nihke arvväärtuse. Nihet iseloomustab lisaks ka veel suund ja seega teame, mis suunas liikumine toimus. Seega on nihe vektor . Teepikkuse ja nihke arvväärtuse ühikuks on 1 meeter SI süsteemis.
Hetkkiirus- Hetkkiiruseks nimetame keha kiirust mingil konkreetsel ajahetkel. Mitteühtlasel liikumisel on keha kiirus erinevatel ajahetketel erinev. Ajahetk on hästi pisike ajavahemik , mille pikkus läheneb nullile.
Kiirendus- Kiirendus näitab palju muutub kiirus ühes ajaühikus ehk teisiti kiirendus on kiiruse muutumise kiirus.
Liikumise suhtelisus - Tänapäeva füüsikas võetakse asukoha mõõtmisel aluseks kindel vaatleja kindlas taustsüsteemis (koordinaadistikus koos kellaga aja mõõtmiseks) ning liikumist vaadeldakse ainult sääraselt fikseeritud taustsüsteemi suhtes. Sellega järgitakse relatiivsusprintsiipi, millest tuleneb, et ei ole olemas absoluutset liikumist. Et absoluutselt liikumatut taustsüsteemi ei ole olemas, siis on iga mehaaniline liikumine suhteline.
Liikumisvõrrand- Liikumisvõrrandiks nimetatakse diferentsiaalvõrrandit, mis määrab keha või süsteemi dünaamika. Mehhaanika põhiülesandeks on leida keha asukoht suvalisel ajahetkel. Oletame, et meil on paigalseisev taustkeha, mille mingi punktiga on ühendatud koordinaatteljestiku alguspunkt. Olgu meil tegemist ühemõõtmelise liikumisega st., et on tegemist ainult x- teljega . Alustagu keha liikumist selles taustsüsteemis kiirusega v(0) ( algkiirus ). Olgu keha algkoordinaat x(0) ja keha koordinaat ajahetkel t (keha liikumise algmomendil loeme t=0) x. Keha nihke s saame leida koordinaatide kaudu ja s=x-x(0). Sellisel juhul saame keha koordinaadi ajahetkel t leida valemiga x=x(0)+v(0)∙t+ a∙t²/2
s- nihe l- teepikkus v- kiirus t- aeg v(kesk.)- keskmine kiirus a-kiirendus
v- lõppkiirus v(0)- algkiirus
Kehade vastastikmõju
Mass- Mass on füüsikaline suurus, mis väljendab keha (füüsika) kahte omadust:
1) mass kui inertne mass väljendab keha inertsi ehk võimet säilitada oma liikumise kiirust (selle muutmiseks on tarvis rakendada jõudu);
2) mass kui raske mass väljendab keha võimet tõmmata ligi teisi kehi ehk gravitatsioonivõimet. Ekslikult mõistetakse mõnikord massi all ka kaalu.
Jõud- Jõud on füüsikaline suurus, millega mõõdetakse ühe keha mõju teisele kehale.
Rõhk- Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega.
Tihedus- Tihedus on füüsikaline suurus, mis näitab aine massi ruumalaühikus. Seda tähistatakse reeglina sümboliga ρ ning mõõdetakse ühikutes kg/m3 (SI-süsteemi põhiühik) või g/cm3. Definitsiooni järgi ρ=m/v, kus m on aine mass ruumalas V.
Raskusjõud- Gravitatsioonijõudu, mis mõjub kehale Maa pinnal või pinna lähedal, nimetatakse raskusjõuks.
Elastsusjõud- Elastsusjõuks nimetame jõudu, mis püüab taastada keha esialgset kuju keha deformeerimisel.
Hõõrdejõud- Hõõrdejõud mõjub maapealsetes tingimustes kõikidele liikuvatele kehadele . Hõõrdumist, mis tekib kahe kokkupuutuva keha libisemisel teineteise suhtes nimetagakse välishõõrdeks . Pideva keha (vedelik või gaas ) osade vahel või pideva keha osakeste ja seal liikuva keha vahel, esineb sisehõõrdumine. Hõõrdumist kahe tahke keha pindade vahel, kui neil pole mingit vahekihti(määret) nimetatakse kuivhõõrdumiseks. Kuivhõõrdumine jaguneb liugehõõrdumiseks ja veerehõõrdumiseks. Hõõrdejõud tekib alati kehade vahetul kokkupuutel ja mõjub piki kokkupuutepinda. Siin võib eristada hõõrdejõuu käitumisel kolme momenti: 1) Keha püsib paigal, siis pon hõõrdjõud F(vektor)(h) ja keha liigutada püüdev F(vektor) tasakaalus. Seisuhõõrdejõud on alati suuruselt võrdne ja vastassuunaline kehale paralleelselt kokkupuutepinnaga rakendatud jõuga. Sel juhul on tegemist seisuhõõrdumisega. F(vektor)(h)=-F(vektor) 2) Juhul, kui veojõud ületab seisuhõõrdejõu teatud väärtuse võrra, hakkab keha lõpuks liikuma. Seega olemas mingi maksimaalne seisuhõõrdejõud F(vektor)(hmax). Ainult siis, kui jõud F(vektor) saab kas või veidikenegi jõust F(vektor)(hmax) suuremaks , omandab keha kiirenduse ja hakkab libisema mööda teise keha pinda. Seisuhõõrdejõud ongi see jõud, mis takistab meil paigalt lükkamast kappi või mõnda muud rasket eset. Maksimaalne seisuhõõrdejõud on võrdeline rõhumisjõuga pinnale. Katseliselt on kindlaks tehtud, et seisuhõõrdejõu saab arvutada valemiga F(s)=μ(s)*N, kus N on rõhumisjõuga võrdne toereaktrsioon ja μ(s) seisuhõõrdetegur, mis on oma väärtuselt erinev liugehõõrdetegurist. Rõhumisjõud on alati risti pinnaga, millel keha liigub.
Üleslükkejõud- Üleslükkejõud ehk Archimedese jõud on kehale vedelikus või gaasis mõjuv raskusjõule vastassuunaline jõud. Üleslükkejõud võrdub keha poolt välja tõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga. F = mg = ρVg, kus ρ = vedeliku tihedus; V = keha ruumala; g = vaba langemise kiirendus; m = keha mass.
Impulss - Liikumishulgaks ehk impulsiks nimetatakse keha massi ja kiiruse korrutist p(vektor)=m*v(vektor). Impulss on vektoriaalne suurus st. Tal on suund ja arvväärtus. Suund ühtib kiiruse vektori suunaga. Impulsiks ei ole erilise nimega ühikut, vaid see moodustab massi ja kiiruse ühiku korrutisena 1kg*1m/1s. Newtoni teisest seadusest saame F(vektor)=∆p/∆t  F(vektor)* ∆t=∆p(vektor). Juhul, kui kehade süsteemile mõjub sama suur jõud, aga mõjutus kestab erineva ajavahemiku, siis on erinev ka impulsi muutus. Mehaaniline süsteem võib koosneda paljudest kehadest. Süsteemi impulss on leitav süsteemi moodustavate kehade impulsside geomeetrilise summana p(vektor)=p(vektor)(1)+p(vektor)(2)+...+p(vektor)(n)
Newtoni I seadus- Keha liikumisel ühtlase kiirusega peab teda pidevalt mõjutama liikumist takistava jõu ületamiseks või peab puuduma tema liikumist takistav jõud (hõõrdejõud). I. Newtoni sõnastatult: Kui kehale mõjuvate jõudude summa on null, siis on keha paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt. Newtoni esimene seadus on teise seaduse erijuht , kui F(res)=0, siis ma=0 ja siit a=0 ehk kui resultantjõud on võrdne nulliga, siis keha püsib paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt, sest sellele vastab olukord, kui kiirendus on null. Nähtust, kus kõik kehad püüavad oma liikumise kiirust või paigalolekut säilitada, nimetatakse inertsiks. Inertsi nähtus tuleneb sellest, et vastastikmõju edasikandumine võtab teatud aja ja seda iseloomustab keha mass. Newtoni esimene seadus kannab ka inertsiseaduse nime.
Newtoni II seadus- Newtoni teine seadus väidab, et kehale mõjuv jõud võrdub keha massi ja selle jõu poolt kehale antud kiirenduse korrutisega: F=m∙a
Newtoni III seadus- Kehade mõju teineteisele on alati vastastikune. Vastavalt Newtoni teisele seadusele on keha poolt saadav kiirendus pöördvõrdeline massiga. Seega suurem keha saab tühise kiirenduse, et seda kiirendust me ei märka. Maa mass on 10²³ korda suurem inimese massist, seega ka on samapalju väiksem tema kiirendus). Newtoni kolmas seadus ütleb, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised.
Gravitatsiooniseadus - Ülemaailmne gravitatsiooniseadus on Newtoni poolt formuleeritud mudel gravitatsioonijõu toime kohta.
Selle seaduse kohaselt kaks masspunkti tõmbuvad üksteise poole jõuga, mis on võrdeline nende massidega ning pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga : F=G m(1)m(2)/r(2)
Impulsi jäävuse seadus- Suletud süsteemi kuuluvate kehade impulsside kogusumma on sinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv.
Mehaaniline töö- Töö ehk mehaaniline töö (tähis: A või W) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutmisel tehtavat pingutust ning võrdub jõu ja jõu mõjul liikunud keha nihkevektori skalaarkorrutisega. Kui kehale mõjub jõud ja keha selle jõu mõjul liigub, siis teeb see jõud tööd.
Võimsus- Võimsus iseloomustab töö tegemise kiirust.
Mehaaniline energia- Mehaaniline energia on keha võime teha mehaanilist tööd. Mehaaniline energia on summa keha kulg- ja pöördliikumise kineetilisest energiast ning keha potentsiaalsest energiast välisjõudude väljas. Mehaanilise energia alla ei kuulu aga keha siseenergia . Juhul kui dissipatiivseid protsesse ei toimu (mille käigus mehaaniline energia muunduks siseenergiaks ), on mehaaniline energia jääv. Näiteks keha vabal langemisel Maa raskusjõu väljas muundub potentsiaalne energia kineetiliseks, kuid nende summa jääb muutumatuks: mv²/2+mgh= Const
Mehaanilise energia jäävuse seadus- Energia jäävuse seadus on saadud katsete üldistusena. Tehes avatud süsteemi kallal tööd on energia muutus järgmine: A=∆W(meh)+∆W( soojus )+∆W(sise). Töö muutub süsteemi mehhaaniliseks, soojus ja siseenergiaks. Kinnise süsteemi koguenergia ei saa muutuda. Energia ei saa tekkida ega kaduda. Ta võib muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele.
F- jõud, m – keha mass, a – kiirendus, k – jäikustegur, ∆l – nihke suurus deformatsioonil,
µ - hõõrdetegur, F(N) – rõhumisjõud, G- gravitatsioonikonstant , r- kaugus graviteeruvate kehade vahel, p- impulss, v- keha kiirus, g-vabalangemise kiirendus, h – kõrgus, A – töö
s – nihe, α – nurk jõuvektori ja nihkevektori vahel, N – võimsus
Perioodiline liikumine
Ringliikumine – Ringliikumine on kulgliikumine mööda ringjoonekujulist trajektoori.
Nurkkiirus – Nurkkiiruseks ringliikumisel nimetame ühes ajaühikus läbitud pöördenurka.
Periood – Ringliikumise perioodiks nimetatakse ajavahemikku, mille jooksul keha (pöördliikumise korral kehal asuv punkt) läbib ühe täisringi. Perioodi ühikuks on 1 sekund. Perioodi vältel läbib keha nurga 2πrad. Seega nurkkiirus on arvutatav valemiga ω=2π/T rad/s ja siit saame T= 2π/ ω
Sagedus – Ringliikumise sageduseks nimetame keha poolt ühes ajaühikus läbitud täisringide arvu. Sageduse ühik on 1 Hertz
Hälve- Füüsikas tähendab hälve võnkuva keha kaugust tasakaaluasendist antud ajahetkel ja tähistatakse tähega x. SI mõõtühikute süsteemis on hälbe mõõtühikuks 1 meeter (m). Suurimat hälvet nimetatakse amplituudiks.
Amplituud – Amplituud on maksimaalne hälve tasakaaluasendist (ehk maksimaalne kaugus tasakaaluasendist) teatud ajahetkel.
Ristlaine – Ristlaine ehk ristilaine on laine, kus keskkonna osakesed võnguvad risti lainete levimise suunaga. Ristlained ei levi vedelikes ning gaasides. Elektromagnetlained on ristlained, levivad ka vaakumis . Ka valgus on elektromagnetlainetus ning koosneb ristlainetest. Seda tõestavad sellised nähtused nagu valguse polarisatsioon ja polarisatsioonifilter.
Pikilaine – Pikilaine on laine, milles võnkumine toimub laine levimise sihis. Pikilained võivad tekkida gaasides, vedelikes ja tahketes kehades , ristlained aga niisugustes tahketes kehades, milles deformatsioon põhjustab elastsusjõu tekke, ja vedelike pinnal pindpinevusjõudude toimel. Pikilaine on ka näiteks helilaine.
v – joonkiirus , ω – nurkkiirus, r – raadius, T – periood, a(n) – kesktõmbekiirendus, f- sagedus
Elektromagnetism
Elektriväli
Elektrilaeng - Füüsikalist suurust, mis iseloomustab seda kui tugevasti keha osaleb elektromagnetilises vastasmõjus, nimetatakse elektrilaenguks.
Laengu jäävuse seadus- Laengu jäävus väljendab maailma üldist elektrilist neutraalsust. Ühe keha laadumisel positiivselt laadub teine negatiivselt. Seega elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.
Punktlaeng- Punktlaenguks nimetame laetud keha, mille mõõtmed on väikesed võrreldes laengute vahelise vahekaugusega. Keha võib käsitleda punktlaenguna, siis kui laengu jaotuse kehal võib arvestamata jätta.
Coulomb ´i seadus- Charles Augustin Coulomb uuris 1784 aastal väändkaalude abil laengute vahelist vastastikmõju ja leidis katseliselt, et punktlaengute vahel mõjuv jõud on järgmine F=k∙ q(1)∙q(2)/r² ,kus k on konstant q(1) ja q(2) on punktlaengute arväärtused ning r –punktlaengute vaheline kaugus. Coulombi jõud mõjub laetud kehi ühendava sirge sihis. Eelnev valem kehtib ainult vaakumis asetsevate laengute korral. Coulombi seadus sellisel kujul kehtib ainult punktlaengute korral.
Elektrivälja tegevus – Laengud mõjutavad üksteist elektrivälja vahendusel. Igasugune laeng muudab teda ümbritseva ruumi omadusi: tekitab seal elektrivälja.
Töö elektriväljas – Elektrilise jõu töö arvutamine elektriväljas on sarnane töö arvutamisele mehhaanikas A=F∙s∙cosα. Selleks et elektiväljas liigutada elektrilaengut Q vastu pinget U, tuleb teha töö mis avaldub kujul Q · U. Kui elektrivoolu tugevus I on konstantne , siis avaldub elektriline töö kujul U · I · t, kus t on ajavahemik.
Pinge – Elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahet nimetatakse pingeks. Pinge on füüsikas ja elektrotehnikas kasutatav füüsikaline suurus, mis näitab elektrivälja poolt tehtava töö hulka, mõõdetuna voltides (V).
Elektrimahtuvus – Mahtuvus ehk elektrimahtuvus on elektrotehnikas ja elektroonikas kasutatav füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha võimet säilitada elektrilaengut. Tähis: C (ingl capacitance). Ühik: 1 F ( farad ). Arvutamise valem: C = q/U. Mahtuvus on võrdne laengu ja pinge jagatisega.
*Plaatkondensaator –
F – Lorentzi jõud, B – magnetinduktsioon , I – voolutugevus , α – nurk vooluga juhtme ja magnetinduktsiooni vektori vahel, l – juhtmelõigu pikkus, v – laengu liikumise kiirus
Elektrodünaamika
Elektromagnetiline induktsiooni nähtus – Voolu, mis tekkis ringjuhtmes nim. indutseeritud vooluks ja nähtust, kui ringjuhtmes tekib ringjuhet läbiva magnetvälja muutuse tõttu vool, nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks.
Magnetvoog – Magnetvoog on füüsikaline suurus, mis näitab magnetvälja suutlikkust läbida vaadeldavat pinda. Tähis Φ. Ühik 1 Wb. Põhivalem Φ=B∙Scosβ, kus (Fii) on magnetvoog, B on pinna magnetinduktsioon S on pinna pindala ja (beeta) on nurk pinna normaali ja magnetvälja suuna vahel.
Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus – Induktsiooni emj. On võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega (magnetvoo muutus, mis toimub ühe ajaühiku jooksul).
Eneseinduktsiooni nähtus – Eneseinduktsiooniks nimetatakse induktsiooni elektromotoorjõu tekkimist vooluringis voolutugevuse muutumise tõttu selles vooluringis endas. Vastavalt Lenzi reeglile takistab eneseinduktsiooni elektromotoorjõud voolutugevuse kasvamist vooluringi sulgemisel ja kahanemist selle katkestamisel.
Võnkering – Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine. Võnkering koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist.
Thompsoni valem – T = 2 π √L∙C
Vahelduvvool – Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad.
E – eletromootorjõud, ∆Φ – magnetvoo muut, ∆t – ajavahemik, Φ – magnetvoog, B – magnetinduktsioon, S – pindala, α – nurk pinnanormaali ja magnetinduktsiooni vahel, T – võnkumiste perood, L – induktiivsus , C – mahtuvus
Optika
Laineoptika
Valgus kui elektromagnetlaine – Valguseks nimetame elektromagnetlaineid lainepikkusega 380 nm kuni 760 nm.
Elektromagnetlainete skaala – Elektromagnetlainete skaala jagab kogu sagedusvahemiku erinevateks piirkondadeks. Peamiseks iseloomustavaks suuruseks elektromagnet lainete puhul on sagedus f. Ajaloolisest traditsioonist tulenevalt kasutatakse palju ka lainepikkust λ, mis on antud vaakumi jaoks. Erinevates ainetes on elektromagnetlaine kiirus erinev ning seetõttu ka lainepikkus . Muutumatuks jääb sagedus. Elektromagnetlaine faas näitab missuguses seisundis on võnkumine antud ajamomendil. Faas näitab võnkumise seisundit nurga ühikutes. Skaala on järgmine: 1) Madalsageduslained – f=0-10(ülaindeksiga 4) Hz;
2) Raadiolained f=10(ül. in. 5) – 10(ül. in. 12) Hz.
3) Optiline kiirgus f=10(ül. in. 12) – 10(ül. in. 17) Hz
4) Röntgenikiirgus f=10(ül. in. 16) – 10(ül. in. 19) Hz
5) Gammakiirgus f=10(ül. in. 19) – 10 (ül. in. 23) Hz
Lainefront – Lainefrondiks nimetatakse pinda, mis eraldab laine poolt häiritud ruumi osa sellest ruumist, kuhu laine veel jõudnud ei ole.
Koherentsus – Selliseid laineid , mis on võrdse lainepikkusega (sagedusega) ning mille faasivahe ajas ei muutu, nimetatakse koherentseteks.
Valguse difraktsioon – Valguse difraktsiooniks nimetatakse valguse sattumist varju piirkonda. Varju piirkonnaks nimetatakse seda ruumiosa, kuhu sirgjooneliselt leviv valguskiir ei satu .
v – valguse levimiskiirus, λ – valguse lainepikkus, f – sagedus, T-periood
Valguse ja aine vastastikmõju
Valguskiir – Valguskiir on kiir, mis näitab valgusenergia levimise suunda.
Valguse sirgjoonelise levimise seadus – Homogeenses, isotroopses keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt. Isotroopses keskkonnas levib valgus kõigis suundades ühesuguselt. Homogeense keskkonna omadused on kõigis ruumipunktides ühesugused.
Peegeldumine – Peegeldumine on valguse tagasipöördumine kahe keskkonna lahutuspinnalt sinna keskkonda, kust ta tuli.
Peegeldumisseadus - Peegeldumisel on langemisnurk võrdne peegeldumisnurgaga ja langenud kiir, peegeldunud kiir ning langemispunkti tõmmatud pinnanormaal asuvad ühes tasandis . α=β
Tasapeegel – Tasapeeglilt peegeldumisel vahetatakse ringi parem ja vasak pool. Tasapeegel on tasand, millelt valgus peegeldub. Kujutise leidmiseks tuleb eseme mingist punktist võtta vähemalt kaks kiirt ja vaadata nende peegeldumist.
Murdumine – Valguskiire langemisel kahe erineva optilise keskkonna lahutuspiirile kaldub valguskiir sirgjoonelise leviku suunalt kõrvale. Osa valgusenergiast naaseb esimesse keskkonda s.t. toimub valguse peegeldumine. Kui teine keskkond on läbipaistev, võib osa valgust läbida keskkondade lahutuspinna, muutes seejuures üldreeglina oma levimissuunda. Seda nähtust nimetatakse valguse murdumiseks.
Murdumisseadus – Murdumisseaduse saab sõnastada järgmiselt: langev kiir, murdunud kiir ja langemispunktist kahe keskkonna lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes ja samas tasapinnas. Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks jääv suurus.
Suhteline murdumisnäitaja – Olgu valguse kiirus esimeses keskkonnas v(1) ja kiirus teises keskkonnas levides v(2). Vastavalt murdumisseadusele on nende suhe jääb suurus, mida füüsikas nimetatakse suhteliseks murdumisnäitajaks.
Absoluutne murdumisnäitaja – Keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks nimetatakse antud keskkonna murdumisnäitajat vaakumi suhtes.
Dispersioon – Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest (või sagedusest) nimetatakse dispersiooniks.
Spekter – Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi.
Näiv kujutis – Näivast kujutisest räägitakse siis, kui kiired ise ei lõiku, küll aga lõikuvad nende pikendused . Mingi teine optiline süsteem, näiteks silm, võib selle näiva kujutise teha tõeliseks.
Tõeline kujutis – Tõeline kujutis tekib siis, kui lõikuvad kiired. Seda on võimalik tekitada ekraanile.
n(10) – keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, α – langemisnurk, γ – murdumisnurk, n(21) – teise keskkonna suhteline murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes, n(2) – teise keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, n(1) – esimese keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, c – valguse kiirus vaakumis, v – valguse kiirus aines, β – peegeldumisnurk
Kvantoptika
Footon – Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake. Footonit nimetatakse teinekord valguskvandiks.
Fotoefekt – Nähtust, kus elektromagnetkiirguse toimel väljub ainest elektrone, nimetatakse fotoefektiks.
Einsteini valem fotoefekti kohta – h∙f=A(välj)+W(k), kus A(välj) on elektroni väljumistöö metalli pinnale.
ε – kvandi energia, A – elektroni väljumistöö, m – elektroni mass, v – elektroni kiirus, h – Plancki konstant, f – kvandi sagedus, c – valguskvandi levimise kiirus vaakumis
Aine struktuur
Aatomifüüsika
Bohri aatomimudel- Lähtudes Plancki ideest ja fotoefekti teooriast lõi Niels Bohr uue teooria aatomite ehituse seletamiseks. Oma kujutlused esitas ta postulaatidena.
Bohri postulaadid- Bohri aatomiteooria on ühe-elektroniliste aatomite poolklassikaline mudel. Selle teooria aluseks on järgmised postulaadid: 1) Elektron aatomis võib olla ainult erilistes püsivates ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E(n). Püsivas olekus aatom ei kiirga.
2) Üleminekul ühest püsivast olekust teise aatom kiirgab või neelab elektromagnetkiirguse kvandi ehk footoni. Kiiratud või neelatud footoni energia võrdub püsivatele olekutele vastavate energiate vahega h∙f=E(m)-E(n)
Tahkiste struktuur
Metall – Metallides ei jätku viimases valentstsoonis elektrone, et seda täielikult täita. Valentstsoon on poolikult täidetud ja pinge rakendumisel metallile on elektronidel küllalt vabu energiatasemeid kuhu minna. Pinge rakendamine tähendab seda, et elektronidele „pakutakse” lisaenergiat. Energiat saavad nad vastu võtta siis, kui nad saavad siirduda kõrgematele energiatasemetele. Selle tulemusena tekib metallis elektrivool . Metall juhib elektrit seetõttu, et elektronid saavad kergesti liikuda kõrgematele energiatasemetele. Metallis on valentstsoon ja juhtivustsoon ülekattumisega. Kõige kõrgemat elektroni energiataset, mis on hõivatud (kus asuvad veel elektronid) 0K juures nimetatakse Fermi tasemeks. (Fermi level)
Pooljuht – Pooljuhid on ained, mille keelutsoon väiksem kui isolaatoril ja seetõttu suudavad elektronid termilise ergastuse korral üle minna juhtivustsooni. Elektronid, mis hüppavad üle juhtivustsooni jätavad maha samasuure arvu tühje energiatasemeid valentstsoonis, mida nimetatakse aukudeks. Nii elektronid juhtivustsoonis kui ka augud valentstsoonis on laengukandjad . Aukusid võime ette kujutada kui positiivse laenguga laengukandjaid, sest nad võivad vabalt liikuda tsoonis.
Dielektrik – Dielektrikus vabad laengukandjad elektrivälja toimel vabalt liikuda ei saa. Dielektrik on aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes.
Tuumafüüsika
No neid ma küll kuskilt lehtedelt ei leidnud…? Kõik vikipeediast, vaata ise üle.
Aatomi tuum – Aatomituum on aatomi keskosa, mis moodustab põhilise osa aatomi massist. Aatomituuma koostisse kuuluvad alati positiivse laenguga prootonid ja peaaegu alati neutraalse laenguga neutronid (viimast ei ole vaid vesiniku levinuimal isotoobil). Tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10–15 m, seega umbes 100 000 korda väiksem teda ümbritsevast negatiivse elektrilaenguga elektronkattest. Kui aatomituuma oleks võimalik suurendada nööpnõelapea suuruseks, siis terve aatom oleks suure staadioni suurune.
Neutron – Neutron on aatomituuma koostisosa . Neutroni elektrilaeng on 0, st ta on neutraalne . Neutroni mass on 1,0005 amü ehk 1,6749 × 10−27 kg (939,573 MeV/c², pisut rohkem kui prooton ). Neutroni lagunemisel prootoniks eralduvad elektron ja antielektronneutriino.
Prooton – Prooton on aatomituuma osake e. nukleon, mis on positiivse elektrilaenguga (+1 e ehk 1,602 × 10−19 C). Prootoni mass on 1 amü ehk 1,6726 × 10−27 kg ning läbimõõt umbes 1,5×10−15 m. Lisaks prootonitele kuuluvad nukleonide hulka ka neutronid, mis võivad koos prootonitega moodustada aatomituuma. Prootonite arv tuumas määrab aatomi keemilised omadused ning seega ütleb, millise keemilise elemendiga on tegemist. Kergeima keemilise elemendi - vesiniku - tuum on üksik prooton (selles tuumas ei ole neutroneid).
Massiarv – Massiarv on nukleonide (prootonite ja neutronite) koguarv aatomi tuumas.
Isotoop – Mingi keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu (A) poolest. Järjenumber ehk aatomnumber ehk laenguarv (Z) langeb neil kokku. Sõna tuleb kreekakeelsest sõnast isotopos 'samal kohal olev': isotoobid on perioodilisustabelis ühel ja samal kohal. Järjenumber vastab prootonite arvule aatomis. Seega langeb ühe ja sama elemendi isotoopidel prootonite arv aatomis kokku. Massiarvude erinevus tuleneb erinevast neutronite arvust aatomituumast. Isotoope määratletakse elemendi nimega, millele järgneb sidekriips ja nukleonide (prootonite pluss neutronite) arvuga aatomituumas (näiteks raud-57, uraan -238, heelium -3). Sümbolkujul lisatakse elemendi keemilise sümboli ette ülaindeksina nukleonide arv (näiteks 57Fe, 238U, 3He).
Radioaktiivsus – Radioaktiivsus on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneslik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. Samuti nimetatakse radioaktiivsuseks ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemist.
Poolestusaeg – Poolestusaeg on aine lagunemise (eeskätt radioaktiivse, kuid ka keemilise lagunemise) kiirust iseloomustav suurus. See näitab, kui pika ajavahemiku möödumisel muutub aine kogus poole väiksemaks. Mida suurem on poolestusaeg, seda kauem aine säilib. Stabiilsete isotoopide poolestusaeg radioaktiivsel lagunemisel loetakse lõpmata suureks.
Tuumareaktsioonid - Tuumareaktsioon on tuumade ühinemine, ümber korraldumine või lagunemine. Tavaliselt toimub tuumareaktsioon aatomituumade põrkumisel teiste tuumade või elementaarosakestega.