Põhikooli Füüsika (2)

Füüsika on loodusteadus, mis uurib loodust kõige üldisemas mõttes: kõigi mateeriavormide üldisi omadusi. Füüsikud uurivad aine ja jõudude vastasmõju.
Optika on füüsika haru, mis kirjeldab valguse käitumist ja omadusi ning vastasmõju ainega. Optika seletab optikanähtusi. Tavaliselt kirjeldab optika nähtava, infrapunase ja ultravioletse valguse nähtusi. Et aga valgus on elektromagnetkiirgus , siis ilmnevad analoogilised nähtused ka röntgenikiirguse, mikrolainete, raadiolainete ning teiste elektromagnetkiirguse liikide korral.
Valgusallikas on valgust kiirgav keha. Valgusallikaid liigitatakse soojuslikeks (kuumadeks) ja külmadeks. Valgus on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 380...760 nanomeetrit. Valguskiirgus tekitab inimese silmas valgusaistingu. Erineva lainepikkusega valguskiirgust tajub inimene erineva värvusena. Inimene on võimeline eristama 2 nanomeetri suurust muutust valguskiirguse lainepikkuses. Seega on inimene teoreetiliselt võimeline eristama umbes 150 spektrivärvi. Mõnikord mõistetakse valgusena ka ultraviolettkiirgust ja infrapunakiirgust. Valgus on energia, mis liigub edasi kiirguse teel.
Valgus jaguneb kolme ossa :
1. Nähtav valgus, mis tekitab nägemisaistingu ja inimene saab jälgida ümbritsevat keskkonda silmadega .
2. Infravalgus , see osa valgusest, mis kannab edasi soojust ja seega nimetatakse teda ka soojuskiirguseks.
3. Ultravalgus, samuti nähtamatu inimsilmale nagu infravalguski ja on inimorganismile suuramal või vähemal määral kahjulik.
Valgusallikate liigitus.
Soojuslikud valgusallikad kiirgavad valgust seetõttu, et nad on kuumad. Selliste valgusallikate hulka kuuluvad näiteks päike, lõke, hõõglamp.
Külmad valgusallikad kiirgavad valgust, olles ise jahedad. Sellisteks valgusallikateks on näiteks virmalised , kuvariekraan, jaanimardikad , luminofoorlamp .
Top of Form
Bottom of Form
Valgusallikad
jaanimardikad
hõõglamp
teler
lõke
luminofoorlamp
päike
virmalised
Peegelpinnale suunduvat valguskiirt (joonisel vasakpoolne valguskiir ) nimetame langevaks kiireks ja sealt lahkuvat kiirt (joonisel parempoolne valguskiir) peegeldunud kiireks. Kohta, kuhu valguskiir langeb, on joonistatud peegelpinnale ristsirge n.  Langemisnurgaks nimetatakse nurka langeva kiire ja peegelpinna ristsirge vahel ja seda tähistatakse kreeka tähega ( loe: alfa) Peegeldumisnurgaks nimetatakse nurka peegeldunud kiire ja peegelpinna ristsirge vahel ja seda tähistatakse kreeka tähega (loe: beeta) Sõltuvusi, mis kehtivad väga paljudel juhtudel, nimetatakse seaduspärasusteks või seadusteks. 
Paralleelse valgusvihu peegeldumine tasapeeglilt - ,ujutame langevat valgusvihku kahe kiire abil ja tähistame need tähtedega A ja B. Konstrueerime peegeldunud valgusvihu ja tähistame peegeldunud kiired vastavalt A´ja B´
Peegeldumisel tasapeeglilt vahetub parem-vasak pool, valgusvihk jääb aga endiselt paralleelseks. Valguse peegeldumist, mille tulemusena valgus levib kõikvõimalikes suundades, nimetatakse hajusaks peegeldumiseks. Keha pinda, mis peegeldab valguse kindlas suunas, nimetatakse peegelpinnaks. Keha pinda, mis peegeldab valgust hajusalt, nimetatakse mattpinnaks. Must pind neelab suurema osa pealelangevast valgusest. Valge pind peegeldab suurema osa pealelangevast valgusest. Mida tumedam on keha pind, seda gohkem valgust kehas neeldub ja vähem peegeldub. Valguse peegeldumisel ja neeldumisel kehtib energia jäävuse seadus: energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise. Keha pinnale langev valgusenergia on võrdne kehalt peegeldunud valgusenergia ja kehas neeldunud energia summaga : E=Epeegeldunud+Eneeldunud .
 
Valgus on nähtav ainult siis, kui ta silma levib. Täielikus pimeduses me ei näe midagi!
 
Valgusallikaid näeme neilt kiirguva valguse tõttu! 
 
Kehad on nähtavad neilt peegeldunud valguse tõttu! 
Nägemine peegli abil.
Vaatlejale näib, et valgus lähtub valguskiirte pikenduste lõikepunktist B, kuid oma kogemuste põhjal teame, et valgust kiirgav laterrn pole mitte vees, vaid posti otsas!
Ruumipiirkonda eseme taga, mida valgusallikas ei valgusta, nimetatakse täisvarjuks. Ruumipiirkonda eseme taga, mida valgusallikas valgustab osaliselt, nimetatakse poolvarjuks. 
Vari väikesemõõtmelise valgusallika korral.
 
Valgus levib kollasest väikesest valgusallikast sirgjooneliselt tema teele jääva esemeni ja sellest mööda. Eseme taha valgus ei levi ja tekib täisvari.
Vari mitme väikesemõõtmelise valgusallika korral.
Mitme väikese valgusallika korral tekib täisvari väiksem ja lisandub ka poolvari , kuhu valgus paistab osaliselt. Eraldi võetuna tekitavad mõlemad valguspunktid täisvarju, kuid koosmõju on teistsugune ja sarnaneb suuremõõtmelise valgusallika tekitatud varju moodustumisele.
Vari suuremõõtmelise valgusallika korral.
Suuremõõtmelise valgusallika korral tuleb täisvarju leidmiseks konstrueerida vari valgusallika iga punkti jaoks ja leida see ruumiosa , mida valgusallika ükski punkt ei valgusta. Esmakordselt määras valguse kiiruse katseliselt taani astronoom Olaf Römer  1676. aastal ja sai selleks 220 000 km/s. 200 aastat hiljem määras ameerika teadlane Albert Michelson valguse kiiruse samuti katsete tulemusel ja sai selleks ligikaudu täpse tänaseks teadaoleva kiiruse, so ≈ 300 000 km/s. Valguse kiiruse tähis vaakumis on c.
Valguse kiirus erinevates ainetes.
AINE
VALGUSE KIIRUS SELLES
Õhk
300 000 km/s
Vesi
225 000 km/s
Klaas
200 000 km/s
Teemant
124 000 km/s
Kõikide läbipaistvate ainete ning õhutühja ruumi üldnimetuseks valgusõpetuses on optiline keskkond. Optilist keskkonda iseloomustatakse optilise tiheduse abil. Mida väiksem on valguse kiirus keskkonnas, seda optiliselt tihedamaks loetakse keskkonda. 
Valguse levimise aeg taevakehadelt Maale.
TAEVAKEHA
VALGUSE LEVIMISE AEG MAALE
Kuu
1,3 sekundit
Päike
8,3 minutit
Lähim täht päikesele
4,3 aastat
Põhjanael
500 aastat
Andromeeda udukogu
2 000 000 aastat
Kaugeim seni teadaolev galaktika
15 miljardit aastat
Valguse levimise suuna muutumist kahe optilise keskkonna piirpinnal nimetatakse valguse murdumiseks. Valguse murdumise iseloomustamiseks kasutatakse lisaks langeva kiire ja langemisnurga mõistele murdunud kiire ja murdumisnurga mõisteid. Valguskiirt, mis levib teise keskkonda nimetatakse murdunud kiireks. Murdumisnurgaks nimetatakse nurka murdunud kiire ja pinna ristsirge vahel ja seda tähistatakse kreeka väiketähega gamma : γ.
Valguse levimisel optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse keskkonda murdub valguskiir pinna ristsirge poole. Valguse levimisel optiliselt tihedamast keskkonnast optiliselt hõredamasse keskkonda murdub valguskiir pinna ristsirgest eemale.
Optiliselt ühtlases keskkonnas levib valguskiir sirgjooneliselt.
Valguse levimisel õhust klaasi on murdumisnurk langemisnurgast väiksem.
Kui valgus langeb pinnaga risti, siis valgus ei murdu, kõikidel ülejäänud langemisnurkade korral on murdumisnurk väiksem langemisnurgast.
Valguse levimisel klaasist õhku murdub valguskiir pinna ristsirgest eemale.
 
Valguse levimise suuna muutumisel vastupidiseks jääb valguskiire tee samaks.
Kas selline joonisel kujutatud valguskiirte liikumine on võimalik?  On küll! Siin kehtib valguse levimise pööratavuse seaduspärasus. 
Valguse levimine prismas
Valguse levimisel läbi prisma murdub valgus prisma aluse poole. 
Valguskiir - valgusenergia levimist näitav joon. Päikesevarjutus tekib,kui Kuu oma liikumisel ümber Maa on varjanud Päikese. Kuuvarjutus tekib,kui Kuu on sattunud Maa varju koonusesse.
Valguse peegeldumine - Korrapärane peegeldumine-tekib siis,kui pinna konaruse mõõtmed on lainepikkusest väiksemad. Hajus ehk difuusne peegeldumine-tekib siis,kui pinna konaruse mõõtmed on lainepikkusest suuremad. Peegeldumisseadus-langev kiir,peegeldunud kiir ja pinna ristsirge on ühes tasandis .Langemisnurk ja peegeldumisnurk on võrdsed.
Valguse murdumine - valguse levimissuuna muutumine kahe läbipaistva keskkonna piirpinnal. Murdumisseadus - langev kiir,murdunud kiir ja pinna ristsirge on ühes tasandis. Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks jääv.
Keskkond on optiliselt tihedam, kui valguse kiirus temas on väiksem.Kui valgus läheb hõredamast tihedamasse keskkonda,murdub ta pinna ristsirge poole.
Täielik peegeldus - kui valgus läheb tihedamast hõredamasse keskkonda ja sellega ei kaasne murdumist,siis teatud langemisnurga korral tekib täielik peegeldus ja valgus peegeldub tihedamasse keskkonda tagasi.Täieliku peegelduse piirnurk -langemisnurk,millele vastav murdumisnurk on 90 kraadi.
Lääts - sfääriliste pindadega piiratud läbipaistev keha. Läätsi on kahte liiki:1) kumerlääts - keskelt paksem kui servades, koondab valgust.
2 )nõguslääts - keskelt õhem kui servadest, hajutab valgust.
Fookus - punkt,kuhu koondub paralleelne valgusvihk pärast kumeläätses murdumist. Fookuskaugus - läätse ja fookuse vaheline kaugus. Läätse optiline tugevus - fookuskauguse pöördväärtus(D=1/f). Läätse optiline peatelg - ühendab kerapindade keskpunkte.
Kujutis nõgusläätses - kujutis on alati vähendatud, samapidine, näiv, samal pool läätse. Kui lääts on koondav , siis fookuskaugus on positiivne, kui hajutav on fookuskaugus negatiivne. Kui kujutis on tõeline, siis kujutise kaugus positiivne, kui näiv, siis kujutise kaugus negatiivne.
Sarvkest - toimub valguse esimene murdumine. Silmalääts - kinnitub silmalihaste abil,mis muudavad läätse kumerust . Klaaskeha - läbipaistev, poolvedel . Võrkkest - siia tekib kujutis. Kujutis on vähendatud, ümberpööratud, tõeline, asub läätse ja kahekordse fookuse vahel. Võrkkestal on valgustundlikud rakud - kolvikesed ja kepikesed.
Parima nägemise kaugus on 25cm. Nägemise järgi jaotatakse inimesed:1) normaalnägija - kujutis tekib võrkkestale nii lähedastest kui kaugetest esemetest.~30% 2) lühinägija - lähedale näeb hästi, kaugele halvasti.Lähedastest esemetest tekib kujutis võrkkestale,kaugetest tekib kujutis võrkkesta ette.Kasutab nõgusläätsedega prille.~20% (ahjutab valgust). 3) kaugelenägija - näeb kaugele hästi, lähedale halvasti. Kaugetest esemetest tekib kujutis võrkkestale, lähedastest võrkkesta taha. Kasutab koondavaid läätsi.~50 (koondab valgust).
Valguslaine - ruumis levivate elektri-ja magnetvälja perioodiline muutumine. Laineperiood - aeg, mis kulub ühe lainepikkuse läbimiseks. Laine sagedus - näitab mitu võnget teeb laine sekundis. Laine kiirus - on võrdne lainepikkuse ja sageduse korrutisega. Laine intensiivsus - näitab,kui palju energiat kannab valguslaine ajaühikus läbi pinnaühiku.
Reflektsioon – peegeldumine. Refraktsioon – murdumine. Difraktsioon – paindumine. Interferents – liitumine. Dispersioon – lagunemine .
Disperisoon - aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on valguse lainepikkus.
Valge valgus on liitvalgus , mis koosneb värvilistest valgustest. Spekter vikerkaarevärviline riba. Spekter tekib siis, kui valge valgus murdub läbi prisma, sest eri värvi valgused murduvad prismas erinevalt. Kõige rohkem murdub violetne, kõige vähem punane valgus. Spektri värvid on punane, oranž, kollane, roheline, helesinine, sinine ja violetne. Valgusfiltriks nimetatakse läbipaistvat keha, millega eraldatakse valgusi. Värviline pind peegeldab seda värvi valgust, mis värvi ta ise on ja neelab kõik ülejäänud värvi valgused.
Täht on astronoomias ise valgust kiirgav plasmast koosnev taevakeha, mille kiirgusenergia pärineb tema sisemuses aset leidvast tuumasünteesist.
Heli on elastses keskkonnas leviv elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkes - ka ristlaine), mida on võimalik kuulda. Laiemas tähenduses mõistetakse heli all igasugust elastses keskkonnas levivat lainet.
Füüsikaliselt iseloomustab heli võnkesagedus ja lainepikkus, võnkeamplituud ja helirõhk ning kiirus.
Füsioloogiliselt suudab normaalse kuulmisega inimene tajuda õhus levivaid helisid võnkesagedusega 16 kuni 20 000 Hz (väikelapsed isegi kuni 40 000 Hz[1]). Tajupiiridest kõrgemad ja madalamad sagedused on vastavalt ultraheli ja infraheli . Kuuldelävi (vaikseim heli, mida tajutakse) sõltub sagedusest, aga on umbes 0 dB lähedal; valulävi (millest tugevam heli põhjustab kuuldeelundites valu) on umbes 130 dB lähedal.
Helikõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning helitugevuse lainete intensiivsus.
Heliallikas - elastne keha on võimeline võnkuma üheaegselt nii tervikuna (põhisagedus) kui ka selle korrapäraste osadena (ülemhelidena).
Muusikalise heli kõlavärviga ehk tämbriga. Põhivõnkumise ulatus ehk helivaljus ehk amplituud , kaugus keskasendist äärmisesse asendisse on võnkumise suurus ehk intensiivsus, mis oleneb sisendatud energia kogusest. Põhivõnkumise kestus ehk helikestus kui võnkumise jätkuvus, mis oleneb sisestatud energia-impulsside arvust ja nende pikkusest. Põhivõnkumise sagedus ehk helisagedus kui võnkumise kiirus.
Laineks nimetatakse võnkumise levimisprotsessi ruumis. Laine kui häiritus levib keskkonnas lõpliku kiirusega. Lained jagunevad ristlaineteks ja pikilaineteks. Laine on võnkumiste levimine. Lainet põhjustab võnkeallika võnkumine. Laine põhitunnuseks on energia edasikandmine. Näiteks helilaine kannab edasi helienergiat (muidu me ei kuuleks heli), valguslaine kannab edasi valgusenergiat (muidu me ei näeks valgust). Laine kirjeldamisel kasutatakse mitmeid suurusi. Neist olulisimad on lainepikkus (tähis lambda – λ), lainekõrgus (tähis h) ja lainete levimiskiirust(tähis v).
Võnkumine ehk ostsillatsioon on keha, aine või välja mingi omaduse korduv pidev muutumine tasakaaluolekust ühele ja teisele poole. Võnkumisel on perioodiks aeg, mille jooksul toimub üks võnge ehk osa võnkumisest, kus ainult alguses ja lõpus on võnkuv omadus sama suuruse ja muutumise suunaga.
Harmooniline võnkumine.
Mehaanilise võnkumise (näiteks pendli või kiige või heliseva pillikeele (heliallika) võnkumise) puhul muutub keha asend ning võnkuvaks suuruseks on keha asendit iseloomustav koordinaat (kaugus või nurk).
Võnkumise kulgevat liikumist nimetatakse laineks. Võnkumise toimumiseks tuleb süsteemile anda esialgne energia, mis seejärel hakkab korduvalt muutuma mingit teist liiki energiaks ja uuesti tagasi algseks energiaks. Mehhaaniliste võnkumiste korral vahetuvad süsteemis potentsiaalne ja kineetiline energia. Võnkumised jagunevad harmoonilisteks võnkumisteks ja mitteharmoonilisteks võnkumisteks. Võnkeperioodi pöördväärtust nimetatakse võnkesageduseks. f = 1 / T = ω / 2π
Dioptria (lühend dpt, varem dptr) on läätse optilise tugevuse mõõtühik. Üks dioptria on sellise läätse optiline tugevus, mille fookuskaugus on üks meter .

• Eesliited ja kordsed
  

Kordsus
Eesliide
109
giga -
106
mega -
103
kilo-
10-1
detsi-
10-2
senti-
10-3
milli-
10-6
mikro -
10-9
nano-
Heli intensiivsus (valjus) dB ja helisagedus Hz.

• Heli ja valgust saab kirjeldada lainete abil
  
• Mõlemad liiguvad erinevatest keskkondades erinevate kiirustega.
  
• Mõlemad levivad allikast igas suunas
  
• Mõlemad peegelduvad samamoodi
  
• Liiga ere valgus ja liiga valju heli tekitavad tervisele kahjustusi.
  
• Sarnased mõisted infraheli ja -valgus, ultraheli ja -valgus.
  

• Heli ei levi vaakumis, valgus aga küll
  
• Valgust tajume silmadega, heli kõrvadega
  
• Valgusega kaasneb tavaliselt soojus
  
• Valgus ja heli levivad erineva kiirusega
  
• Heli levib takistuste taha nn varju ei teki
  

Põhisuurused
Põhisuurus
Sümbol
SI-põhiühik
Lühend
Mass
m
kilogramm
kg
Pikkus
l
meeter
m
Aeg
t
sekund
s

Sagedus on võrdsete ajavahemike tagant korduvate sündmuste (füüsikas enamasti võngete, impulsside vmt) arv ajaühikus. Sageduse ühik SI-süsteemis on herts (Hz). Sagedus f, periood T.
Lainepikkus
on pöördvõrdeline sagedusega . Heli kiirus õhus (umbes 330 m/s).

Keha massi mõõdetakse kaaludega. Keha ruumala mõõtmiseks kasutada joonlauda (korrapärane) või veega täidetud mõõtesilindrit (ebakorrapäraline keha).

Tihedus on füüsikaline suurus, mis näitab aine massi ruumalaühikus. Seda tähistatakse reeglina sümboliga ρ (roo) ning mõõdetakse ühikutes kg/m3 (SI-süsteemi põhiühik) või g/cm3. Definitsiooni järgi
Liikumine ehk mehhaaniline liikumine on füüsikas (mehhaanikas) kehade või osakeste ümberpaiknemine ehk nihkumine ruumis ehk asukohavahetus ehk asukoha muutumine ajas (aja jooksul) teatava (üldjuhul muutuva) kiirusega ja liikumise trajektoori järgi. Liikumine võib olla ka keha mõõtmete ja kuju muutumine. Materiaalse punktina vaadeldava keha asukohad liikumisel moodustavad joone, mida nimetatakse keha trajektooriks.
Kiirus üldisemas mõttes tähendab muutumiskiirust - suurust, mis näitab ajaühikus toimuvat muutust — näiteks keemilise reaktsiooni kiirus. Kitsamas mõttes mõeldakse kiiruse all liikumiskiirust — füüsikalist suurust, mis näitab, kui palju muutub liikuva keha asukoht ruumis ajaühiku jooksul. Keskmine kiirus on võrdne kogu teepikkuse ja selleks kulunud aja jagatisega.
Jõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab vastastikmõju tugevust. Jõudu määratleb tugevus ja suund (mõnikord on oluline ka rakenduspunkt). Tegemist on seega vektoriaalse suurusega. Jõudu tähistatakse enamasti sümboliga . Jõu mõõtühik SI-süsteemis on njuuton (N). Jõu kui füüsikalise suuruse definitsioonavaldiseks võib pidada Newtoni II seadust, mille kohaselt keha kiirendus () on võrdeline temale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline massiga (m). Võttes võrdeteguri üheks, saame
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.
  

Vedelikus või gaasis paiknevale kehale mõjub kaks vastassuunalist jõudu: raskusjõud ja üleslükkejõud. Kui raskusjõu moodul on üleslükkejõu moodulist suurem, siis keha vajub. Kui raskusjõu moodul võrdub üleslükkejõu mooduliga siis jääb keha igasugusel sügavusel tasakaalu (heljub). Kui aga üleslükkejõu moodul on raskusjõu moodulist suurem, siis keha tõuseb vedelikus üles. Keha tõusmine jätkub seni, kuni vedelikus oleva kehaosa poolt väljatõrjutud vedeliku kaal võrdub keha kaaluga. Üleslükkejõud on raskusjõust suurem, kui vedeliku tihedus on suurem vedelikus oleva keha tihedusest. Seetõttu tõuseb näiteks puitklots veepinnale ning on võimalik terasest laevade ujumine .
Impulss ehk liikumishulk on füüsikaline suurus, mis võrdub keha massi ja kiiruse korrutisega. Impulsi valem on:
m = keha mass
v = keha kiirus
Gravitatsioon on üks neljast aine ja energia vastastikmõjust. Ülejäänud vastastikmõjud on tugev vastastikmõju, nõrk vastastikmõju ning elektromagnetiline vastastikmõju.
Raskusjõud Maa gravitatsiooniväljas on vektoriaalne suurus, mis avaldub raskuskiirenduse (mis võrdub gravitatsioonivälja tugevusega ) ja keha massi m korrutisena: . Maa pinnal on raskuskiirenduse mooduli väärtus .
Töö (tähis A või W) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühelt füüsikaliselt objektilt teisele kanduva energia hulka. Töö mõõtühik SI-süsteemis on džaul. A = F x s. Selleks et elektriväljas liigutada elektrilaengut Q vastu pinget U, tuleb teha töö mis avaldub kujul Q x U. Kui elektrivoolu tugevus I on konstantne , siis avaldub elektriline töö kujul U x I x t, kus t on ajavahemik .
Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele.
Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd mingi jõud ajaühiku jooksul teeb, ehk töö tegemise kiirust. Tähis N. SI-süsteemi mõõtühik W ( vatt ). W = A/t. Võimsus näitab, kui palju tööd teeb elektrivool elektriseadme töötamisel ajaühikus. Elektrivoolu võimsust mõõdetakse vattmeetriga.
Hõõrdumine on füüsikaline nähtus, kus keha või aine liikumist takistab aineosakeste vaheline jõud hõõrdepindadel. Hõõrdumise tõttu muundub osa liikumist põhjustavat energiat soojuseks.
Elastsus on keha omadus muuta välise jõu toimel oma kuju ning selle lakkamisel taastada oma endine kuju.
Aine (ka: mateeria ) all mõistetakse füüsikas tavaliselt stabiilseid seisumassiga elementaarosakesi (tavaliselt prootoneid, neutroneid ja elektrone) ning nende kombinatsioone. Selliselt mõistetuna vastandatakse ainet väljale. Lihtaine koosneb ainult ühe keemilise elemendi aatomitest, näiteks hapnik (O2) ja raud (Fe). Liitaine koosneb mitme elemendi aatomitest, näiteks väävelhape (H2SO4) ja vesi (H2O). Ainete omadused on tunnused, millepoolest üks aine erineb teisest. Näiteks: värvus, lõhn, maitse, külmumis- ja keemistemperatuur , tihedus, lahustuvus.
Enamasti mõistetakse difusiooni all aine või energia ülekandumist kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkond. Difusiooniprotsess toimub kõikide agregaatolekutega keskkondades (tahkistes, vedelikes , gaasides ja plasmas). Molekulaarse difusiooni puhul toimub lähteainete segunemine ehk ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele.
Browni liikumine on nähtus, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate mikroskoopiliste osakeste korrapäratut liikumist. Browni liikumine on tõend selle kohta et osakesed vibreerivad ja liiguvad.
Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet. Temperatuuri mõõtmise seadet nimetatakse termomeetriks. Kelvin (tähis K) on temperatuuri mõõtühikuks SI-süsteemis. Üldiselt mõõdetakse temperatuuri oC ( Celsius ). Temperatuur 0K või -273.15oC nimetatakse absoluutseks nullpunktiks ja sellel temperatuuril lõpetavad osakesed vibreerimise.
Agregaatolek ehk olek on aine vorm, mille määrab tema molekulide soojusliikumise iseloom. Aine põhiolekud on tahke, vedel, gaasiline ja plasmaolek (mõnikord tuuakse eraldi välja Bose-Einsteini kondensaat ). Näiteks vett (H2O) nimetatakse tahkes olekus jääks, vedelas olekus veeks ja gaasilises olekus veeauruks.
Kui vedelik saab väljastpoolt soojust, omandavad mõned molekulid nii suure energia, et nad saavad vedelikust lahkuda. Seda nähtust nimetatakse aurumiseks . Gaasilises olekus liiguvad aine molekulid või aatomid täiesti vabalt ja täiesti korratult ning täidavad kui tahes suure ruumala. Gaasil ei ole kindlat kuju ega kindlat ruumala. Plasmaoleku korral, mis on Universumis laialt levinud, koosneb aine elektriliselt laetud või neutraalsetest aatomitest ning aatomitest välja rebitud vabadest elektronidest. Tegu on väga ioniseeritud gaasiga; mõnikord peetakse seda olekut gaasilise oleku vormiks. Oleku muutus sõltub aine temperatuurist ja rõhust. Enamikku aineid saab temperatuuri ja rõhu muutmise teel viia üle mis tahes agregaatolekusse. Kui vedelik kuumutada piisavalt kõrge temperatuurini, tekivad kogu vedelikus aurumullid (keemine) ja vedelik muutub gaasiks ( aurustumine ). Aine võib eksisteerida kõrvuti kahes või kolmes agregaatolekus, näiteks vesi 0 °C juures. Vedelik on üks neljast aine agregaatolekust. Vedelikuna on aine voolav ja selle kuju on tavaliselt piiritletud anuma kujuga, mida ta täidab.
Termomeeter on mõõteriist, millega mõõdetakse gaaside, vedelike, materjalide või elusorganite temperatuuri. Temperatuuri mõõtmiseks peab termomeeter olema viidud mõõdetava objektiga soojuslikku kontakti. Termomeetreid eristatakse nii ehituse kui temperatuuri mõõtmise tehnika poolest. Termomeetreid liigitatakse järgmiselt: klaastermomeetrid (ehk kraadiklaasid ehk vedeliktermomeetrid), manomeetrilised termomeetrid , dilatomeetrilised termomeetrid ja termoelektrilised termomeetrid.
Soojus on ühelt süsteemilt teisele energia ülekandmise mikroskoopiline moodus . Siseenergia on termodünaamilise süsteemi sisemiste, mikroskoopiliste vabadusastmetega seotud energia. Selle sisse kuuluvad:

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

Soojusjuhtivuseks nimetatakse termilise energia ehk soojusenergia spontaanset kandumist kuumemalt kehalt (või kehaosalt) külmemale kehale (kehaosale) aineosakeste vastasmõju (molekulidevaheliste põrgete) tagajärjel. Soojusjuhtivus on konvektsiooni ja soojuskiirguse kõrval üks soojusülekande vorme. Soojusjuhtivus toimib eeskätt tahketes kehades ja vähesel määral ka vedelikes, kuid peaaegu puudub gaasides.
Soojusülekanne on siseenergia kandumine ühelt kehalt teisele. Soojusülekanne toimub alati soojemalt kehalt külmemale.
Amorfsus on ainete üks olekutest. Amorfne aine on füüsikaliste omaduste poolest tahke, kuid muudab raskusjõu mõjul ajapikku oma kuju. Üks amorfse aine näide on pigi .
Konvektsioon on aine liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis. Tekib raskusjõu toimel, sest erisuguse temperatuuriga piirkondades on keskkonna tihedus erisugune.
Kiirgus ehk radiatsioon on energia levimine kiirte, lainete või osakeste voona.
Soojuslik tasakaal ehk soojustasakaal on keha või süsteemi olek, kus saadava ja äraantava soojuse (energia) kogused on võrdsed. Energia saab seejuures üle kanduda soojusjuhtivuse , kiirguse ja konvektsiooni teel. Samuti mõjutab soojuslikku tasakaalu pealelangeva kiirguse tagasipeegeldumine. Soojusliku tasakaalu olekus kehade temperatuur ei muutu.
Erisoojus (ka erisoojusmahtuvus) on füüsikas soojushulk , mis on vajalik ühikulise massiga ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. SI-süsteemi mõõtühik on J/kg−1K−1. Enimlevinud tähis on c.
Q – soojushulk (J), c – erisoojus (J/kg K või J/kg ºC), m – mass (kg), t – temperatuur (K, 0K = -273,15ºC, J – džaul, K – kelvin, Q = m (t2-t1), c = Q/m(t2-t1)
Sulamiseks nimetatakse aine üleminekut tahkest olekust vedelasse olekusse. Temperatuuri, mille juures aine sulab, nimetatakse selle aine sulamistemperatuuriks. Aine sulamisel kulub energiat, kuna sulamisel lõhutakse aineosakeste korrapärane asetus ja selleks kulub energiat.
Tahkumisel vabaneb energiat, kuna toimub sulamisele vastupidine protsess ja aineosakesed võtavad sellele ainele omase vastastikuse asendi (seejuures vabaneb soojushulk, mis on võrdeline aine sulamiseks kulunud soojushulgaga).
Aur on väikeste veepiiskade kogum, mis on nähtamatu, puutub õhuga kokku ja jahtub. Jahtumisel koguneb osa veeaurust piiskadesse ehk kondenseerub. Nähtust, kus aine muutub vedelast olekust gaasiliseks, nimetatakse aurumiseks. Mida rohkem on õhus vee auru, seda niiskem on õhk. Tahkete ainete aurumist nimetatakse sublimeerumiseks.
Aatomiks (vanakreeka sõnast ἄτομος (átomos) ' jagamatu ') nimetatakse väikseimat osakest mis säilitab talle vastava keemilise elemendi keemilised omadused. Aatomid võivad aines esineda üksikuna või molekulideks liitununa.
Aatom koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast ning seda ümbritsevast sama suure negatiivse elektrilaenguga elektonkattest ehk eletronkestast, mis jaguneb eletronkihtidest. Tema summaarne elektrilaeng on null. Niiviisi mõistetud aatomit nimetatakse neutraalseks aatomiks ehk ioniseerimata aatomiks.
Aatomituum koosneb lähestikku asetsevatest nukleonidest – positiivse elektrilaenguga prootonitest ja elektrilaenguta (neutraalsetest) neutronitest . Prootoni ja neutroni mass on ligikaudu võrdsed. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest elektrostaatilisest tõukejõust umbes 100 korda suurem. Nii prootonid kui ka neutronid on fermionid. Prootonite arv tuumas (laenguarv ehk aatomnumber Z) määrab, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Et prootonite arv tuumas võrdub ka elektronide arvuga elektronkattes (ioniseerimata aatomi korral), on erineva prootonite arvuga aatomitel erinevad keemilised omadused ja optilised omadused. Sama prootonite arvu, kuid erineva neutronite arvuga (N) aatomid on teineteise isotoobid . Aatomi elektronkate koosneb elektronidest, millel on negatiivne elektrilaeng. Elektronid ei tiirle ümber aatomi selle sõna klassikalises mõistes, vaid moodustavad elektronpilve. Elektronpilve läbimõõt on mitu suurusjärku suurem aatomituuma läbimõõdust, seega määrab elektronpilve läbimõõt ära aatomi mõõtmed.
Kui aatomis on elektrone rohkem või vähem kui prootoneid, siis on tegemist iooniga. Ioon on laetud osake. Liigse elektroniga on negatiivne ioon (anioon), puuduv elektron on aga positiivsel ioonil ( katioon ). Elektronide aatomist lahtirebimine või juurdelisamine on aatomi ioniseerimine. Peaaegu kogu aatomi mass on koondunud tuuma. Elektronide mass moodustab aatomi massist alla ühe promilli . Enamik keemilisi elemente esineb looduses mitme isotoobina, mistõttu antud keemilise elemendi aatommass antakse isotoopide loodusliku segu keskmisena.
Nukleonid (N) on barüonid, mis koosnevad ainult u- ja d-kvarkidest ning mille isospinn on 1/2. Nukleonide hulka kuuluvad prooton ja neutron . Massiarv on nukleonide (prootonite ja neutronite) koguarv aatomi tuumas.
Eristatakse stabiilseid ja mittestabiilseid (radioaktiivseid) ning looduslikke ja tehislikke isotoope. Ebastabiilsed isotoobid püüdlevad stabiilsuse poole ja lagunevad aja jooksul mõneks stabiilsemaks elemendiks .
Elektronkate on aatomi tuuma ümbritsev elektronide pilv. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks ja need omakorda alamelektronkihtideks ja orbitaalideks. Keemilised reaktsioonid toimuvad eelkõige valentselektronkihi elektronidega (nn valentselektronidega), mis asuvad aatomi tuumast kõige kaugemal.
Tuumajõud mõjuvad ainult hadronite (kvarkidest koosnevate osakeste) vahel. Tuumajõud on laengust sõltumatu. Ta mõjub ühtviisi nii neutronite kui prootonite vahel. Tuumajõud sõltub sellest kas nukleonide spinn on paralleelne või antiparalleelne.
Radioaktiivsus , ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. Samuti nimetatakse radioaktiivsuseks ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemist.
Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed.
Tuumareaktsioon võib olla eksotermiline reaktsioon või endotermiline reaktsioon. Eksotermilise reaktsiooni puhul vabaneb energia reaktsiooni tulemusena tekkinud tuumade ja osakeste kineetilise energiana (soojusena). Endotermilise reaktsiooni puhul tuleb reaktsiooni toimumiseks anda selles osalevatele tuumadele ja osakestele piisav kineetiline energia, mis reaktsiooni käigus neeldub. Energia võib tuumareaktsiooni puhul vabaneda erineval moel:

• Reaktsiooni tulemusena tekkinud tuumade ja osakeste kineetilise energiana
  
• Gammakiirgusena
  
• Ergastatud olekuna
  

Põhilised tuumareaktsioonide tüübid on järgmised:

• Tuumasüntees on tuumade loomine varemeksisteerinud nukleonidest. Tuumasüntees võib toimuda kas tuumafusiooni (tuumaühinemise) või tuumafissiooni (tuumalõhustumise) teel.
  
• Tuumafusioon (ehk tuumaühinemine) on reaktsioon, milles kaks kergemat tuuma ühinevad raskemaks. Näiteks toodud reaktsioon ongi tuumafusioon.
  
• Tuumafissioon (ehk tuumalõhustumine) on reaktsioon, milles raske tuum laguneb kergemateks tuumadeks. Kui see toimub ilma välise mõjutuseta, siis nimetatakse seda spontaanseks lõhustumiseks ja tegemist ei ole tuumareaktsiooniga. Tänapäeval kasutatav tuumaenergia põhineb just tuumalõhustumise protsessil.
  
• Tuumapurunemine on reaktsioon, milles suure energiaga osake lööb raskest tuumast välja nukleone või kergemaid aatomituumi ise tuumas neeldumata.
  
• Indutseeritud gammakiirgus on tuumareaktsioon, milles peale aatomituuma osalevad ainult footonid (γ). Gammakiirguse neeldumisel tuumas läheb tuum ergastatud seisundisse. Ergastatud seisundist saab tuum väljuda kiirates gammakiirgust.
  

Ahelreaktsioon on protsess, mille käigus protsessi lõpptulemus (või kõrvaltulemus) käivitab uue samatüübilise protsessi. Ahelreaktsioon on iseennast võimendav sündmuste ahel. Ahelreaktsioonid on näiteks tuumalõhustumine, mõningad keemilised reaktsioonid ja elektronlaviin.
Elektronlaviin tekib tugevas elektromagnetväljas vabade elektronide olemasolu korral. Elektromagnetvälja poolt kiirendatud elektronid põrkuvad vastu aatomeid ja ioniseerivad neid. Selle tulemusena tekib järjest rohkem vabu elektrone, mis omakorda kiirendatakse elektromagnetvälja
Tuumalõhustumine toimub ahelreaktsioonina siis, kui igast lõhustunud aatomituumast vabanenud neutronid põhjustavad veel vähemalt ühe tuuma lõhustumise. Iga tuumalõhustumise tagajärjel vabaneb lisaks lõhustunud tuumapooltele veel 2-3 vaba neutronit. Osa neutronitest lendab tuumkütusest välja, osa neeldub tuumkütuse sees olevates lisaainetes (nn. neutronmürkides) ja ülejäänud leiavad uue tuumkütuse tuuma, mis neutroni neelamise järel lõhustub. Tekib ahelreaktsioon.
Ahelreaktsiooni toimumiseks peab lõhustuv materjal (ehk tuumkütus) ületama kriitilise massi. Sellisel juhul piisab ühest spontaansest tuumalõhustumisest, et vallandada ahelreaktsioon.
Kriitiline mass on tuumkütuse hulk, mille puhul iga tuumalõhustumine tekitab vähemalt ühe neutroni, mis algatab uue tuumalõhustumise. Kriitiline mass sõltub lisaks tuumkütuse tegelikule massile veel paljudest teguritest, mis mõjutavad neutronite võimet algatada uut tuumalõhustumist
Tuumareaktor ehk aatomireaktor on seade, milles leiab pidevalt mikroskoopilises, tehnilises mastaabis aset tuumareaktsioon.
Üle maailma on levinud tuumareaktorid , mis toodavad uraani või plutooniumi aatomi tuuma lõhustumisest kõigepealt soojust ning seejärel enamasti elektrienergiat ( tuumaelektrijaamad ). Teised rakendused on näiteks vabade neutronite tootmine (näiteks materjalide uurimiseks) ning teatud radioaktiivsete nukliidide tootmiseks, näiteks meditsiinilisel otstarbel .
Päikesesüsteem koosneb Päikesest ning sellega gravitatsiooniliselt seotud astronoomilistest objektidest, mis tekkisid molekulaarpilve (tuntud ka kui Päikese udukogu) kokkuvarisemisest 4.568 miljardit aastat tagasi. Suurem osa Päikese ümber tiirlevate objektide massist on jagunenud kaheksa planeedi vahel. Need planeedid tiirlevad ümber Päikese peaaegu ringikujulisel enam-vähem samatasandilisel orbiidil. Neli väiksemat siseplaneeti Merkuur, Veenus , Maa ja Marss, mida nimetatakse ka Maataolisteks planeetideks , koosnevad põhiliselt kivist ja metallist. Neli välimist gaasilist hiidplaneeti on oluliselt massiivsemad kui Maataolised planeedid. Kaks suuremat planeeti, Jupiter ja Saturn , koosnevad peamiselt vesinikust ja heeliumist; kaks kaugeimat, Uraan ja Neptuun , koosnevad põhiliselt erinevat tüüpi jääst nagu vesi, ammooniaak ja metaan . Neid nimetatakse tihti eraldi mõistega "jäähiiglased". Lisaks planeetidele on Päikesesüsteem koduks ka paljudele väiksematele objektidele. Asteroidide vöö, mis asub Marsi ja Jupiteri vahel, koosneb sarnaselt Maa-taolistele planeetidele põhiliselt kivist ja metallist objektidest.
Komeedid on väikesed Päikesesüsteemi kehad, tavaliselt kõigest mõned kilomeetrid laiad . Koosnevad nad põhiliselt jäätunud gaasidest . Nende ellips on väga suur ekstsentrilisusega. Kui komeet läheneb Päikesele, paneb see komeedi tolmu ja gaasi välja paiskama, tekitades niiviisi komeedisaba.
Päikesesüsteem on osa Linnutee galaktikast, umbes 100 000 valgusaastase läbimõõduga spiraalgalaktikast, ning mis sisaldab ligikaudu 200 miljardit tähte, mille hulgas meie Päike on üsna tüüpiline. Päikesesüsteemi kauguseks Galaktika keskmest hinnatakse 25 000 kuni 28 000 valgusaastat. Ta tiirleb ümber galaktika keskme kiirusega umbes 220 kilomeetrit sekundis ning teeb ühe täistiiru 226 miljoni aastaga.
Täht on astronoomias ise valgust kiirgav plasmast koosnev taevakeha, mille kiirgusenergia pärineb tema sisemuses aset leidvast tuumasünteesist. Tähtede hulka arvatakse ka tuumasünteesi lõpetanud taevakehad (näiteks valged kääbused ja neutrontähed), mis kiirgavad jääksoojuse arvel.
Maale lähim Päikesesüsteemi-väline täht on Proxima Centauri , mis asub Maast 39,9 triljoni kilomeetri ehk 39,9 Pm (petameetri) ehk 4,2 valgusaasta ehk 1,29 pc (parseki)) kaugusel. Seega asub Proxima Centauri meist 3,78×1013 kilomeetri kaugusel.
Galaktika on gravitatsiooniliselt seotud süsteem, mis koosneb tähtedest ja nende jäänustest, tähtedevahelisest tolmust ja tumedast ainest. Galaktikaid võib leida igas suuruses, alates kääbusgalaktikatest, mis sisaldavad umbes kümme miljonit tähte kuni hiidgalaktikateni, mis sisaldavad sadu triljone tähti. Kõik kehad galaktikas tiirlevad ümber galaktika keskme. Ehituse järgi jagatakse galaktikad elliptilisteks, spiraalseteks ja korrapäratuteks.
Universum on maailmakõiksus, kõikide asjade kogusus. Teaduses mõeldakse selle all kosmost ehk maailmaruumi, mis sisaldab kogu ainet ja energiat.
Universumi paisumine pärast Suurt Pauku
Tänapäeva dateeringute järgi toimus Suur Pauk umbes 13,7 miljardit aastat tagasi (varasemate dateeringute järgi 15 miljardit aastat tagasi või 17,1 miljardit aastat tagasi).
Pinge ehk elektriline pinge on füüsikas ja elektrotehnikas kasutatav füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe punkti vahelist elektrivälja tugevuse erinevust ning määrab ära kui palju tööd tuleb teha laengu ümberpaigutamiseks ühest punktist teise.
Kus q on mingi positiivne punktlaeng ja A on töö, mille elektriväli teeb selle laengu ümberpaigutamiseks ühest elektrivälja punktist teise ja pinge on U. Seega on elektriline pinge skalaarsuurus.
Pinge ühikuks SI-süsteemis on volt. Üks volt (tähistatakse V) on selline pinge, mille puhul 1 kuloni suuruse laengu ümberpaigutamisel teeb elektriväli tööd 1 džaul.
Elektrotehnikas on pinge elektrisüsteemide ja -seadmete üks tähtsamaid tunnussuurusi. Mitmefaasilises elektrisüsteemis eristatakse liinipinget ja faasipinget. Elekrisüsteemides kasutatakse veel mõisteid väikepinge, madalpinge (kuni 1 kV) ja kõrgepinge (pinge üle 1 kV). Pinget mõõdetakse voltmeetriga.
Laeng on füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha osalemist vastastikmõjus. Laenguga osakesi nimetatakse laengukandjateks. Elektrilaengut kannavad kõik elektriliselt laetud osakesed (elektronid, prootonid, ioonid ).
Elekter on elektrilaengute olemasolust tingitud nähtuste kompleks . Positiivse või negatiivse elektrilaenguga osakesed tekitavad elektromagnetvälja ja alluvad selle toimele.
Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus , nimetatakse konvektsioonvooluks.
Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks.
Elektrivoolu iseloomustavateks ja mõõdetavateks füüsikaliseteks suuruseteks on voolutugevus , voolutihedus ja pinge. Elektrivooluga kaasneb alati magnetväli. Muutuva vahelduvelektrivälja toimel tekib pöörismagnetväli. Pöörismagnetväljaga omakorda kaasneb elektrivool, mida kutsutakse nihkevooluks. Nihkevoolu olemust väljendavad Maxwelli võrrandid. Eristatakse kahte liiki elektrivoolu: alalisvool ja vahelduvvool.
Elektroskoop on mõõteriist, millega saab teha kindlaks elektrilaengu olemasolu.
Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus ) on seetõttu väike. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte.
Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda, nii et neist võivad saada elektrivoolu kandjad .
Parimad elektrijuhid on kuld ja hõbe. Et need materjalid on kallid, kasutatakse nende asemel enamasti vaske, mis on samuti hea elektrijuht. Metalljuhte kasutatakse juhtmete ning elektriseadmete elektrit juhtivate detailide valmistamiseks.
Elektrijuhtivus sõltub ka juhi temperatuurist. Teatavas temperatuuride vahemikus jääb metallide elektrijuhtivus konstantseks, kuid juhi temperatuuri tõusuga eritakistus kasvab ja juhtivus halveneb. Juhi materjali elektrijuhtivuse sõltuvust temperatuurist iseloomustab takistuse temperatuuritegur.
Pooljuhtides on puhta kristallivõre puhul stabiilsed keemilised sidemed ning elektronide puudu- ega ülejääki ei ole. Kui aga võresse satuvad võõraatomid (lisandite aatomid), tekivad vabad laengukandjad elektronide või "aukude" näol ning pooljuht hakkab elektrit juhtima .
Ioonjuhtivusega elektrijuhid on vedelas olekus soolad ja elektrolüüdid, näiteks happe- või soolalahused. Nende juhtivus tuleneb sellest, et vees keemiline side dissotsieerub. Soola molekul laguneb katiooniks ja aniooniks, mis on vees vabalt liikuvad. Need võivadki saada elektrivoolu kandjateks. Sellise juhi juhtivus võib halveneda, kui osa laengukandjatest keemiliselt seotakse. Sel juhul öeldakse, et juht kulub.
Plasmal ja tugevasti ioniseeritud gaasil esinevad nii elektron- kui ka ioonjuhtivus.
Normaaltingimustel avaldavad kõik materjalid laetud osakeste liikumisele vastupanu, mida nimetatakse elektritakistuseks ehk takistuseks. Juhi takistus sõltub materjali eritakistusest, juhi pikkusest, ristlõikepindalast ja temperatuurist. Vooluga juhtmes eraldub alati soojust vastavalt juhi takistusele. Kuna kõrgel temperatuuril juhid sulavad, siis on mingist kindlast materjalist ja kindlate mõõtmetega (ristlõikega) juhi maksimaalne voolutugevus, millele ta vastu peab. See on eriti oluline trükkplaatide ja mikroskeemide (kiipide) puhul, sest nendes on juhtide ristlõiked suhteliselt väikesed.
Elektrijuhi erijuht on ülijuht, milles takistus elektronide liikumisele täielikult puudub. Kahjuks ülijuhid toatemperatuuril ei tööta. Tänapäeval tuntud parimate ülijuhtide puhul ei tohi temperatuur ületada 138 kelvinit (u -135°C), mis on umbes pool toatemperatuuri ja absoluutse nullpunkti vahest.
Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Elektriväli on elektromagnetvälja piirjuht.
Elektrivälja tekitab ka muutuv magnetväli. Sel juhul on tegemist pööriselektriväljaga.
Mateeria (mõnikord ka: aine) mõistet on filosoofias traditsiooniliselt kasutatud Aristotelese mõistes. Aristoteles nimetab mateeriaks materjali, millest mingi substants koosneb. Substantsi mateeria võib ka ise olla mingi substants, näiteks maja mateeria on tellised . Elementide mateeria on algmateeria, mida aktuaalsena olemas ei ole. Mateeriale vastandub vorm, mis substantsi organiseerib ja korrastab.
Elementaarlaeng on prootoni (positiivne) või elektroni (negatiivne) elektrilaeng. Elementaarlaeng on universaalne füüsikaline konstant ja tema tähis on e.
Elektrivoolu tugevus ehk voolutugevus (tähis I) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab ajaühikus elektrijuhi ristlõiget läbinud elektrilaengu Q hulka.
Voolutugevuse mõõtühik SI-süsteemis on amper (tähis A). Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga, kusjuures ampermeeter ühendatakse vooluringi jadamisi.
Konstantse voolutugevuse puhul võib kasutada valemit
Kus ΔQ on aja Δt jooksul juhti läbinud laeng. Voolutugevuse muutudes, annab viimane valem keskmise voolutugevuse.
Laengute liikumist saab iseloomustada ka elektrivoolu tiheduse kaudu, mis iseloomustab laengu liikumist ajaühikus läbi ühikulise pinna.
Ohmi seaduse järgi on voolutugevus (ideaalsel) takistil võrdeline takistile rakendatud pingega. Vastavat võrdetegurit nimetatakse takistuseks. Ohmi seadust saab väljendada järgmise valemi abil:
Kus U on takistile rakendatud pinge, I on voolutugevus ja R on takisti takistus.:
Elektrivoolu tugevus juhtmes on 1 A, kui sekundis läbib seda juhet laeng, mis võrdub umbes 6,3×1018 elementaarlaenguga.
Ampermeeter on seade voolutugevuse mõõtmiseks. Ampermeeter ühendatakse vooluahelasse jadamisi. Reeglina on ampermeetri takistus vooluahela takistusest tunduvalt väiksem, mistõttu ta ei muuda märgatavalt voolutugevust vooluahelas.
Vooluallikas ehk elektrivooluallikas ehk toiteallikas on seade, milles mehaaniline , keemiline või siseenergia muundatakse elektrienergiaks.
Vooluallikas teeb tööd laetud osakeste ümberpaigutamisel elektrivooluringis. Vooluallikas on seade, mis tekitab vooluallikaga ühendatud juhis elektrivälja ja säilitab seda pika aja vältel. Vooluringi moodustavad omavahel juhtmetega ühendatud vooluallikas, elektritarviti(d) ja lüliti(d).
Vahelduvvoolu korral esineb kolme liiki elektritakistust: aktiivtakistus (r), induktiivtakistus (XL) ja mahtuvustakistus (XC).
Takistuseks ehk elektritakistuseks nimetatakse juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju. Elektritakistuse mõõtühik SI-süsteemis on oom. Elektritakistust mõõdetakse oommeetriga . Alalisvoolu korral nimetatakse juhi poolt põhjustatud elektritakistust täpsemalt oomiliseks takistuseks või ka aktiivtakistuseks. Vahelduvvoolu korral räägitakse näivtakistusest, mille moodustavad aktiivtakistus ja reaktiivtakistus (mahtuvustakistus ja induktiivtakistus). Takistus põhjustab pingelangu .
Elektritakistuse R pöördväärtus on elektrijuhtivus G:
Takisti on element mingi soovitava või kindla takistuse tekitamiseks vooluringis. Sellest tulenevalt kasutatakse neid kas voolutugevuse piiramiseks või pingelangu tekitamiseks. Takistid võivad olla kas lineaarsed või mittelineaarsed. Lineaartakistite voolutugevus on võrdeline talle mõjuva pingega. Mittelineaartakistite vool sõltub aga mõjuva pinge väärusest või veel mingist füüsikalisest tegurist, nagu näiteks temperatuur, valgus vm.

Eritakistuse ühik oom korda meeter ehk oom-meeter (Ωm) on defineeritud kui antud ainest tehtud 1 m pikkuse ja 1 m2 ristlõikepindalaga juhi takistus.

Jadaühendus ehk järjestikühendus on voolutarvitite selline ühendusviis, mille korral kõiki tarviteid läbib sama tugevusega elektrivool.

• Jadaühenduses olevate tarvitite või takistite kogutakistus võrdub üksikute takistuste summaga.
  
• Jadaühenduses olevatel takistitel olev kogupinge on võrdne takistitel olevate pingelangude summaga.
  
• Jadaühenduses olevatel takistitel on koguvool alati konstantne.
  

Rööpühendus ehk paralleelühendus on elektriseadmete ühendusviis, mille puhul neile kõigile on rakendatud sama voolu pinge. Kui mitu takistit või tarvitit on ühendatud kahe punkti vahele, nimetatakse seda takistite paralleel- ehk rööpühenduseks. Ühenduspunkte nimetatakse sõlmedeks. Nii ühendatakse elektritarviteid enamikul juhtudel kui nende nimipinged on võrdsed. Vooluring - Vooluring koosneb vooluallikast, juhtmetest ja tarbijast. Lisaks nimetatutele võib vooluring sisaldada veel lülitit, releesid, andureid , mõõteriistu ja muid elemente.
Joule'i-Lenzi seadus on füüsikaseadus: elektrivoolu toimel juhis eraldunud soojus võrdub voolutugevuse ruudu, juhi takistuse ja aja korrutisega. Peaaegu kõik elektrisoojendusseadmed töötavad Joule'i-Lenzi seaduse põhimõttel. Sama valemi järgi leitakse ka soojuskadusid elektriülekandeliinides.
Lühis on isolatsioonirike tagajärjel tekkinud elektrit juhtiv ühendus eri pingega või pingega ja pingeta elektrijuhtide vahel, kui rikkevoolu ahel ei sisalda elektritarvitite takistust. Lühise tagajärjel elektriseadmete töö halveneb, rakendub seadmete kaitseaparatuur või lakkavad seadmed üldse töötamast.
Magnetväljaks nimetatakse liikuvate laetud kehade vahel mõjuva jõu välja. Magnetvälja tekitab elektrivälja muutumine.
Püsimagnet on ka elektrivoolu puudumisel magnetvälja omav keha. Püsimagneti omadusi määrab elektronide olemuslik magnetväli. Püsimagneti juures võib eristada kahte piirkonda: põhjapoolus ja lõunapoolus.
Galvanomeeter on analoogmõõteriist määramaks elektrivoolu olemasolu, suurust ja suunda elektrijuhis. Galvanomeetriga on võimalik kindlaks teha väga nõrga voolu olemasolu juhis, uuemate galvanomeetrite puhul näiteks lahutusvõimega kuni 0.2nA
Elektromagnet on magnet, mis vajab magnetvälja säilitamiseks ja tekitamiseks elektrivoolu.
Alalisvoolumootor on elektrimootor , mis töötab alalisvooluga. Alalisvooluks nimetatakse voolu, mille suund ja tugevus ajas ei muutu. Suunaks on valitud positiivsete laengukandjate liikumise suund ( vooluringis plussilt miinusele). Alalisvoolu tekitavad alalispinge allikad, näiteks akud ja patareid .
Aktiivtakistus on elektritakistus vooluahelas, milles puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent . Aktiivtkistuse mõõtühik on oom. Eristamaks aktiivtakistust alalisvooluahelas aktiivtakistusest vahelduvvooluahelas nimetatakse alalisvooluahela osa elektrilist takistust ka oomiliseks takistuseks. Oomilise takistuse tähis on R, vahelduvvooluahela aktiivtakisuse tähis on r.
Takistus sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest. Takistus R on võrdeline juhi pikkusega l, pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga S ja sõltub juhi materjalist:
kus: R on juhi takistus oomides [Ω], ρ on juhi materjali eritakistus oom-meetrites [Ωm], l on juhi pikkus meetrites [m] ja S on juhi ristlõike pindala ruutmeetrites [m2].
Aktiivtakistus vahelduvvooluahelas on see füüsiklaline suurus, millest sõltub ahelas kaduma mineva energia kogus. Aktiivtakistusel eraldub energia ainult soojusena. Ainult aktiivtakistust omavataks tarvititeks võib lugeda kõiki neid, kus induktiivsus ja mahtuvus on tühised. Aktiivtakistust läbiv vool on samas faasis takistile rakendatud pingega.
Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes. Seda tähistatakse enamasti Ek või T. Energia mõõtühik SI-süsteemis on džaul (J). Klassikalises mehaanikas näidatakse, et kui keha massiga m liigub kulgevalt kiirusega v, siis tal on kineetilist energiat.
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. Potentsiaalse energia tähiseks on Ep vahel ka Wp ja mõõühikuks džaul (J).
Või raskusjõu F kaudu ;
Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega:

• p = rõhk
  
• F = jõud
  
• S = pindala.
  

Rõhu ühik SI-süsteemis on paskal,
Kui välisjõud mõjub tahkele kehale, siis annab keha rõhu edasi mõjuva jõu suunas. Vedelikud ja gaasid alluvad Pascali seadusele;
Vedelikud ja gaasid annavad neile mõjuva rõhu edasi kõikides suundades ühesuguselt.
Kõik kehad rõhuvad raskusjõu tõttu toele. Ka anumas olev vesi rõhub anuma põhjale. Kuna vedelikus antakse rõhk edasi igas suunas ühteviisi, siis rõhub vesi ka anuma seintele . Vesi avaldab rõhku ka vette sukeldunud tuukrile. Vesi rõhub tuukrile nii paremalt kui vasakult, nii ülalt kui alt. Iga vedelikku sukeldatud keha või selle osa kohale võib paigutada mõtteliselt toru. Selles torus olevat vett võib vaadelda vedeliku sambana. Vedelikusammas rõhub raskusjõu tõttu keha pinnale. Kui vedelikusambale mõjuv raskusjõud jagada toru ristlõike pindalaga, siis saame vedeliku poolt avaldatava rõhu.
Rõhk sõltub vedeliku samba kõrgusest. Vedelikusamba rõhk on võrdeline vedelikusamba kõrgusega. Rõhk vedelikus on võrdeline vedeliku tihedusega. Raskusjõust põhjustatud vedelikusamba rõhk on võrdne samba kõrguse, vedeliku tiheduse ja teguri g korrutisega. Rõhk tähistatakse tähega p, vedelikusamba kõrgust tähega h ja rõhku tähegaρ. Seega vedelikusamba rõhu arvutamise valem on: p = ρgh. Rõhk vedelikus on võrdne õhurõhu ja vedelikusamba rõhu summaga.
Vedeliku või gaasi rõhu suurenemine sügavuse kasvades põhjustab kehadele mõjuva üleslükkejõu olemasolu. Üleslükkejõud ehk Archimedese jõud mõjub igale vedelikus või gaasis paiknevale kehale. Sealjuures võrdub üleslükkejõud selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga: Fa = mg = ρVg, kus ρ on vedeliku või gaasi tihedus, V keha ruumala ja g vaba langemise kiirendus. Archimedese jõud on raskusjõule vastassuunaline.
Kiirendus (tähis ) on vektoriaalne füüsikaline suurus, mis väljendab kiiruse muutumist ajaühiku kohta. Kiirenduse dimensioon on teepikkus /aeg2. Kiirenduse mõõtühik SI-süsteemis on meeter sekundi ruudu kohta m/s2. Kiirendus võib olla nii positiivne kui ka negatiivne. Negatiivset kiirendust nimetatakse kõnekeeles aeglustumiseks. Kui kiiruse muutumine on võrdsete ajavahemike puhul võrdne, on tegemist ühtlase kiirendusega . Üldjuhul on tegu mitteühtlase kiirendusega. Kiirendust mõõdetakse aktseleromeetri ehk kiirendusmõõturiga.
Mehaanika kuldreegel väidab, et ühegi lihtmehhanismiga ei ole võimalik võita töös. Teisiti öelduna - kui Sul õnnestub kangi või taliga võita töös kaotad sa samal ajal teepikkuses või vastupidi.