v2 3.Kuidas on seotud absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja? Suhteline murdumisnäitaja näitab teise keskkonna (selle, kuhu laine läheb) absoluutse murdumisnäitaja suhet esimese keskkonna (selle, kust laine tuleb) absoluutsesse v1 c n1 n2 murdumisnäitajasse ns = v = = c n2 n1 2 4.Kuidas muutub lainepikkus ja sagedus murdumisel? Valguse sagedus on määratud valgusallikas toimuvate protsessidega ja see ei olene, millises keskkonnas valgus levib. Murdumisel muutub valguse lainepikkus, üleminekul optiliselt hõredamast keskkonnast tihedamasse lainepikkus väheneb, vastupidisel levikul suureneb. 5.Mis on dispersioon? Selle seaduspära? Dispersiooniks nimetatakse absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust lainepikkusest. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on lainepikkus. 6
massiga osakesi - mesoneid, neutriinosid. Seega ei ole see lõputult osadeks jaotamine üheselt mõistetav. Elektrivälja ja magnetvälja muutumine valguslaine korral- muutuvad sinusoidselt. Neid vaadeltakse koos, sest elektrivälja muutumine põhjustab magnetvälja muutumise. Valguslaine levimist kujutataksekvantteooria (korpuskulaar) :valgus on osakeste voog. Laineteooria: valgus on laine. Valguslaine omaduste määramine: Lainepikkus - = v/f või Tv. Ühik nm(10-9). Laineperiood T= 1/f või /v. Ühik s. Laine sagedus f= 1/T või v/. Ühik:Hz. Laine kiirus:v= f või /T. Valguse intensiivsus: I=kE2(ruudus). k-võrdetegur, E elektrivälja energia. 3 põhivärvi punane, roheline, sinine. Punane:= 760-630, Oranz: 630-600, Kollane:600- 570, Roheline :570-520. Helesinine: 520 470. Sinine: 470 420. Violetne. 420 380. Inimesele kõige tundlikum värv roheline. Infravalgus - valgus,mille lainepikkus on
2. KT kordamisküsimused õ Elektromagnetism pt 3. ja 4. lk 81-139 1. Elektromagnetlained (kasutusalad, loodusnähtused) 2. Sagedus 3. Lainepikkus 4. Valguskiirus 5. Periood 6. Elektromagnetlainete skaala (vaja teada umbkaudset järjekorda, nähtusi ja kasutusalasid) a. Madalsageduslained b. Raadiolained c. Optiline kiirgus d. Röntgenkiirgus e. Gammakiirgus 7. Valguse kiirgumine, levimine, neeldumine 8. Valguse murdumine e Fermat’ printsiip 9. Kuidas on omavahel seotud valguse värvus ja lainepikkus? 10.Mis värvi valgused on valges valguses esindatud? 11
Infrapunalained Infrapunakiirgus ehk infrapunane kiirgus ehk infrapunavalgus ehk infrapunane valgus on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus jääb nähtava valguse ja mikrolainekiirguse lainepikkuste vahele. Infrapunalained on elektromagnetlained, mille lainepikkus on suurem kui nähtaval valgusel ja väiksem kui raadiolainetel.Nimi tähendab ,,allapoole punase" (ladina keelest infra- all), sest punase valguse lainepikkus on suurim nähtava valguse spektris. Infrapunalaine on ligikaudse lainepikkusega 750 nm kuni 1 mm. Kasutusalad: 1) Öönägemine - Infrapunakiirgust kasutatakse öönägemisvarustuses. Kui puudub piisavalt valgust et objekti näha, detekteeritakse radiatsioon ning tehakse see ekraanil nähtavaks. 2) Termograafia - Infrapuna-termograafia on kontaktita ja uuritavat objekti mitte kahjustav testimeetod, et näidata ja salvestada temperatuurimuutusi ja
juhtudeks on elektriväli ja magnetväli. 15. Mis on kiirgumine? Kiirgumiseks nimetatakse elektromagnetlainete tekkimist. 16. Kuidas on elektromagnetenergia seotud sagedusega? Elektromagnetlaine energia on võrdeline sageduse neljanda astmega. 17.Mis on antenn? Antenn on elektrijuhtide loodud süsteem, mis on elektromagnetlainete tekitamiseks või vastu võtmiseks. 18. Mis on valgus? Valguseks nimetatakse elektromagnetlaineid, mille lainepikkus vaakumis on 380- 760nanomeetrit(nm.) 19. Miks kasutatakse valguse kirjeldamisel elektrivälja? Sest, magnetväli käitub samamoodi nagu elektriväli ja valguse registreerimisel tekitab signaali just elektriväli. 20. Mis on lainepikkus, periood, sagedus ja intensiivsus? Lainepikkus näitab kaugust kahe samas võnkefaasis oleva punkti vahel.(nt. naaberlaine harja vahel). Laineperiood näitab aega, mis kulub ühe täisvõnke tegemiseks ehk ühe lainepikkuse läbimiseks.
in t la e n g a m o tr k le E Infravalgus ehk infrapunane kiirgus · Infrapunakiirgus ei ole inimsilmale vahetult nähtav · Infrapunakiirgus on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on suurem kui nähtaval valgusel ja väiksem kui raadiolainetel · Nimi tähendab ,,allapoole punase" (ladina keelest infra 'all') · Infrapunakiirgus on ligikaudse lainepikkusega 750 nm kuni 1 mm. · Infrapunast kiirgust kiirgavad kõik kehad · Infrapunasel kiirgusel on palju kasutusalasid ( öönägemine, kommunikatsioon, soojendamine, termograafia) Nähtav valgus · Lainepikkus 380-760nm · Nähtav valgus on silmaga tajutav elektromagnetkiirgus ·
sagedus saab võrdseks keha omavõnkesagedusega. 11. Laine on võnkumise edasikandumine keskkonnas. 12. Kui üks osake panna võnkuma siis see tõmbab kaasa ka naaberosakesi. Sest osakeste vahel mõjuvad tõmbejõud Iga järgmine osake hakkab võnkuma veidi hiljem. Inertsi tõttu. 13. Pikilained on lained, kus võnkumine toimbub piki levimissihti. (heli) 14. Ristlained on lained kus võnkumine toimub levimissihiga risti. (järvelained) 15. Lainepikkus teepikkus mille laine läbib ühe võnkeperioodi jooksul (lambada=v*t, lambada=v/f) 16. Heli tekitajaks on võnkuvad kehad. 16-20 000 Hz 17. Helivaljusus sõltub helkiallika võnke amplituudist, amplituut suureneb heli valjeneb. 18. Heli kõrgust tekitab suurema sagedusega võnkuv keha. Mida suurem sagedus, seda kõrgem heli. 19. Interferents on nähtus kus lainete liitumise tulemusena keskkonna erinevad punktid hakkavad võnkuma erineva amplituudiga
Raadiolained Raadiolained on elektromagnetlained lainepikkusega üle 0,1 mm. Looduslike raadiolainete allikaks on kosmilised kehad, näiteks , tähed planeedid , , galaktikad metagalaktikad ja õhuelektrilised nähtused. Raadiolaineid saab genereerida, muundada, edastada ja vastu võtta. Raadiolaineid rakendatakse , raadiosides , ringhäälingus , televisioonis , raadiolokatsioonis raadionavigatsioonis , ...
FÜÜSIKA KT 1. Valgus kui elektromagnetlaine: Laineoptika- käsitleb valgust, kui elektromagnetlainet. Valguslaine- ristlaine. Koosneb ristsuunas võnkuvaist elektri- ja magnetväljast, mis muutuvad perioodiliselt. Valguslainet iseloomustavad suurused: 1 v = f = T = T f periood T (1s)- aeg, mis kulub valguslainel ühe lainepikkuse läbimiseks. lainepikkus (1nm) - näitab kaugust valguslaine kahe samas võnkefaasis oleva naaberpunkti vahel. laine sagedus f (1Hz) näitab mitu täisvõnget teeb laine ühes ajaühikus. Kiirus (1m/s)- näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus. c- valguse kiirus vaakumis. (võib kasutada ka õhus) c = 3·108 m/s E- Lainefaas, mis määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel. I- Valguse intensiivsus, mis näitab kui palju energiat valguslaine kannab ajaühikus läbi pinnaühiku.
Kordamisteemad: III kursus ,,Elektromagnetism" 11.klass, Voolu genereerimise võimalused ja näited Mis on induktsioonivool? Induktsioonipliit, magnetkaardi lugemine jm Magnetvoog (valem) Elektromotoorjõud Faraday seadus (valem) Millega peab arvestama, et ehitada suure a) võimsusega generaatorit, b) efektiivset generaatorit Mis on EML? Kuidas tekivad EML? EML liigid ja rakendused EML mõõdetavad omadused kiirus, lainepikkus, sagedus, periood, energia, amplituud (2 valemit) EML omadused difraktsioon, interferents, ristlainelisus, neeldumine, murdumine, peegeldumine (seos rakendustega) Valguse polarisatsioon ja selle rakendused Valguse murdumine ja murdumisseadus (valem) Absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja Rühm 1 1) Seleta lahti järgmised mõisted: Elektromagnetlaine Laine, mis tekib laetud osakeste kiirendusega liikumisel Induktsiooni vool vool, mis tekib mähises muutuva magnetvoo tõttu
Hälve võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist Laine võnkumise levimine keskkonnas Laine tüübid(näited) Ristlainetus: laine, mille korral keskkond liigub risti laine leviku suunale (nt. tiigivesi, tuult ei ole ja kivi kukub vette; merelaine; valgus ehk elektromagnetlaine) Pikilaine: laine, mis levib keskkonna võnkumisega samas suunas (nt. heli) Keralaine: laine, mis levib kõikides ruumi suundades (nt. granaat, ilutulestik) Lainepikkus piki levimissihti mõõdetud vähim vahekaugus kahe samas taktis võnkuva punkti vahel Lainete difraktsioon lainete paindumine tõkete taha Elementaarlaine väikseim võimalik laine Huygens printsiip keskkonna iga punkt, milleni laine on jõudnud, on ka uue elementaarlaine allikaks 2. Defineeri radiaan Üks radiaan on nurk, mis saadakse raadiuse pikkusega kaare otspunktide ühendumisel ringjoone keskpunktiga. 1RAD=57kraadi 18sekundit 3
http://www.abiks.pri.ee Kui elastse keskkonna osake panna võnkuma, siis osakeste vaheliste elastsusjõudude tõttu kandub võnkumine üle naaberosakestele, sealt omakorda järgmistele osakestele. Iga järgnev osake kordab eelneva võnkumist teatud hilinemisega, mis on tingitud inertsist. AMPLITUUD on suurim kaugus tasakaaluasendist DIFRAKTSIOON nim lainete paindumist tõkete taha, mis on jälgitav interferentsipildi kaudu HÄLVE on kaugus tasakaaluasendist antud ajahetkel INTERFERENTS on lainete liitumine, mille korral tekib ruumis võnkumiste püsiv jaotus amplituudi järgi Laine levimisega ei kaasne keskkonna osakeste levimist ühest ruumiosast teise, levib ainult keskkonna teatud olek, näiteks tihedused ja hõredused. LAINE LEVIMISKIIRUS v= / T=f LAINE on mehaanilise võnkumise levimine keskkonnas LAINEKS nim ühtedest punktidest teistesse levivaid võnkumisi. L...
(lk.90) · sagedus ajaühikus korduvate sündmuste arv, tähis f, ühik herts (Hz) (lk.90) · hälve keha kaugus tasakaaluasendist, tähis x (lk.97) · amplituud maksimaalne hälve ehk suurim kaugus tasakaaluasendist, tähis x0 (lk.97) laine: · ristlaine võnkumine toimub levimissihiga risti. (lk.103) · pikilaine võnkumine toimub piki levimissihti. (lk.103) · laine levimiskiiruse ja lainepikkuse (tähis lambda ) seos Lainepikkus võrdub laine levimiskiiruse ja laine sageduse jagatisega. OSKUSED: ülesannete lahendamine ühtlase ringliikumise kohta. v joonkiirus nurkkiirus r raadius T periood an kesktõmbekiirendus f sagedus
Üliõpilane: Indrek Kaar Kontrollis: lektor Peeter Otsnik Tallinn 2008 HELI KIIRUS. 1.Tööülesanne. Heli lainepikkuse ja kiiruse määramine õhus. 2.Töövahendid. Heligeneraator, valjuhääldi, mikrofon, ostsilloskoop. 3.Töö teoreetilised alused. Kasutatud valemid koos füüsikaliste suuruste lahtikirjutamisega. Lainete levimisel keskonnas levimise kiirus võrdub: kus v on lainete levimise kiirus, - lainepikkus, f sagedus. Meie arvutustes on f konstantne 4813 Hz Teooria annab heli kiiruse jaoks gaasilises keskkonnas valemi on gaasi isobaarilise ja isokoorilise moolsoojuste suhe, R - universaalne gaasikonstant ( R = 8,31 J/kmol ), T - absoluutne temperatuur( °K) , µ - moolmass (õhu jaoks µ =29·10 3 kg/mol). Seega kui heli kiirus antud gaasis on määratud,võib arvutada valemi järgi
Valgusaasta on vahemaa, mille valgus läbib ühe aasta jooksul, lähim täht on proxima, 4va = 4ly. s = v*t Tähtede kaugust saab määrata ka aastaparalaksi kaudu. Aastaparalaksiks mõistetakse nurka, mille all tähelt vaadatuna paistaks Maa orbiidi keskmine raadius. Mugavam on kaugust väljendada parsekites[pc]. 1parsek on kaugus, millele vastaks aastaparalaks üks kaare sekund. Proksima tähendab ladina keeles lähim. Kuumutatud keha kiirguse intensiivsuse maksimumi lainepikkus on pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga. Temperatuur Värvus Näide (Kelvinit) 1000 Ei ole silmaga nähtav, aga infrapunaseskiirguses on infrapunane. 3000 Punane Antaares 4000 Oranz Aldeparan 6000 Kollane Päike, Capella
4. Footoni energia valem. Mis määrab ära footoni energia ? E= h x f Sagedus määrab ära footoni energia, mida suurem sagedus,seda suurem energia. Fotoni enegia on võrdne valguse sagedusega ja on pöördvõrdeline valguse lainepikkusega 5.Footoni omadused 1)Footon omab kindlat energiat E= hf h= Planci konstant = 6.63 x 10 astmes -34 f- sagedus( 1 Hz) c=lamda x f c- kiirus E= hc/lamda lamda lainepikkus 2)Esineb ainult liikumises, paigal seisvaid footoneid ei esine 3)Eri värvi valgustel on kvandi enegia erinev (violetsetel valgustel on suurim ja punastel väikseim) 4)Footon omab kindlat massi E= mc2 m=E/c2 = hf/c2 c- valguse kiirus vaakumis , 3 x 10(8) m/s 5)Footonil on kindel impulss P= hf/c 7.Milles seisneb fotoefekti nähtus ? Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel 8. Fotoefekti võrrand ja selle selgitus
Antud keskkonna murdumisnäitaja vaakumi suhtes nimetatakse selle keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks. Suhteline murdumisnäitaja näitab teise keskkonna absoluutse murdumisnäitaja suhet esimese keskkonna absoluutsesse murdumisnäitajasse. Murdumine on valguse suuna muutumine kahe keskkonna piiril. Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest (või sagedusest) nimetatakse dispersiooniks. (seaduspärasus?) Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on valguse lainepikkus. Vikerkaar tekib siis, kui kusagil sajab vihma ja päike paistab. Vikerkaar tekib sellepärast, et valguslained murduvad ja peegelduvad vihmapiiskades. Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Pidevspektris on esindatud kõik lainepikkused, seega seal ei esine tühje kohti. Pidevspektrit annavad kuumad tahked kehad ning pidevalt hõõguvad gaasid. Joonspektor koosneb eredavärvilistest joontest tumedal taustal. Gaasilised ained madalal rõhul.
Tänapäeva päikesepatarid töötavad just fotoelektrilise efekti põhimõttel - Einstein uuris ka footonite kui osakeste omaduse ja neid oli 4 : mass, laeng, spinn ja energia. Ta tegi paar väga tähtsat avastust. Ta sai teada, et footonil on mass ainult liikudes ja tema energiat saab arvutada valemiga E = hf , kus f on värvi sagedus ja h on plancki konstant Teise gruppi kuulunud teadlased arvasid, et valgus on laine ja sellel on kindlad omadused. Nimelt on igal värvil oma lainepikkus ja 7 põhivärvi moodustavad spektri. Punane - 760-630nm Oranz - 630-600nm Kollane - 600-570nm Roheline - 570-520nm Helesinine - 520-470nm Sinine - 470-420nm Violetne - 420-380nm Lainepikkus ei sõltu perioodist (ajavahemik, millal laine ühe täisvõnke teeb) ja võngete sagedusest (kui mitu täisvõnget teeb laine 1 sekundi jooksul). Need omadused iseloomustavad valgust kui lainet ja on seotud ka elektrivälja võnkumisega.
*Kiirus(v)- näitab kui pika tee läbib laine ajaühikus * Laine faas -määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel *Valguse intensiivsus- näitab, kui palju energiat valgus- laine kannab ajaühikus läbi pinnaühiku *Värvused*on võimalik saada põhivärvuste abil( pun.,roh,sin) *valge valgus-Päikse valgus *Infravalgus-nim.elektromag.laineid, mille laine- pikkus on suurem kui punasel valgusel * ultravalgus- nim el.mag.laineid, mille lainepikkus on väiksem kui violetsel valgusel+on silmadele kahjulik DIFRAKTSIOON *nim.valguse sattumist varju piirkonda. Ilmneb, kui avade mõõtmed on natuke suuremad valguselainepikkusest. Kui ava mõõtmed on palju suuremad, siis levib valgus sirgjooneliselt.Mida kirtsam pilu, seda laiema piirkonna difraktsiooniribad katavad. Lained tugevdavad teineteist kui on samas faasis. Suurte avade puhul me seda ei näe, sest tugeva valguse taustal jäävad ribad märkamatuks. INTERFERENTS-*nim
386m/s. Helivaljust mõõdetakse detsibellides. Inimese valulävi on 130db. Muusikaline heli: Müra: Ülesanded: KORDAMINE KONTROLLTÖÖKS ,,Perioodilised liikumised". 1. Tiirlemine. 2. Pöörlemine.. 3. Raadiuse pöördenurk. 4. Radiaan. 5. Nurkkiirus. 6. Periood. 7. Sagedus. 8. Kesktõmbekiirendus. 9. Võnkumine. 10. Vabavõnkumise tingimused. 11. Sundvõnkumine. 12. Harmooniline võnkumine. 13. Hälve. 14. Amplituud. 15. Matemaatiline pendel. 16. Ristlaine. 17. Pikilaine. 18. Lainepikkus. 19. Laine levimiskiirus. 20. Lainete interferents. 21. Lainete difraktsioon. 22. Infraheli. 23. Ultraheli.
Lained liitumisel tugevdavad üksteist- ere valgus. Interferentsi miinimum- kui lainete käiguvahesse mahub paaritu arv pool lainepikkusi. Erinevas faasis valguslained nõrgendavad teineteist- pimedus. Valguse difraktsiooni ja interferentsi jälgimiseks peavad lained olema koherentsed, s.t. ende kuju ei tohi aja jooksul muutuda. (delta) max- interferentsi maksimumi tekkimiseks vajalik käiguvahe (delta)max = k* k- täisarv (0;1;2) - landa, lainepikkus (delta) min- vastasfaasis, miinimumi tekkimiseks vajalik käiguvahe (delta)min= (2k+1) /2 (2k+1)- paaritu arv /2- poollainepikkust 5. Selgita võimalikult täpselt, miks õhukestelt kiledelt peegeldunud valge valgus on erivärviline sõltuvalt peegeldumisnurgast (nurgast, mille all me peegeldunud valgust vaatame). Õhukeste kilede interferents on nähtus, kus kile ülemiselt ja alumiselt pinnalt peegelduv valgus interfereerub.
Miks? Kuidas muutub pendli periood Kuu peal? Väiksem, kuna ta mass on väiksem Maast, pendel käib väga aeglaselt edasi-tagasi. Pendli perioodi valem ja avalda sealt g: T =2 l g , kus l= pendli pikkus (m); g= raskuskiirendus (m/s2) 4. Heli kiirus Heli: elastses keskkonnas leviv elastsuslaine, mida on võimalik kuulda. Mehaaniline laine: võnkumine, mis kannab edasi aine (nt. veepind kui seda puudutada, siis tekib mehaaniline laine). Täisvõnge, lainepikkus, sagedus, periood, faas, algfaas ja faasinihe? Täisvõnge: laine liigub tagasi oma algsesse asendisse, peale oma algsest asendist lahkumist, (nt pikilaine üks võnge või pendli üks võnge). Lainepikkus: kahe täisvõnke vahemaa Sagedus: võrdsetel ajavahemikel korduv tegevus (pendel või heli laine) Periood: millegi korduva muutstsükli kestvus (pendel või heli laine) Faas: harmoonilist võnkumist kirjeldava sageduseni argument, mida loeatakse nullpunktist. Algfaas: võnkesuurus ajahetkel 0
Üleminekul opt hõredmst keskonnast tihedamasse valguse Üleminekul opt hõredmst keskonnast tihedamasse valguse lainepikkus väheneb, vastupidisel levikul suureneb. lainepikkus väheneb, vastupidisel levikul suureneb. Valguse murdumine on valguse levimis S. Muut. kahe kesk. Valguse murdumine on valguse levimis S. Muut. kahe kesk. piiril. Murdumist põhjus. levimiskiiruste erinevus. Esineb kõigi piiril. Murdumist põhjus. levimiskiiruste erinevus. Esineb kõigi lainete puhul. Murdumisnäitaja on abs., kui I kesk. on vaakum. lainete puhul. Murdumisnäitaja on abs., kui I kesk. on vaakum. Geom
Elektromagnetlainete sagedusvahemik: punane Punane on kõige pikema lainepikkusega valgus, mis on nähtav inimsilmale. Samuti on ta peamine värv valguses. Tema lainepikkus on u 620-760 nm. Loodus: Kuna me punast värvi valgust näeme, siis järelikult ta läbib atmosfääri. Kui valgus jõuab Maa atmosfääri ning pinnale, siis valguskiired peegeldub maapinnalt, veelt, kividelt jt objektidelt. Atmosfääri läbimist takistavad osoonikiht, pilved. Astronoomias tõlgendatakse spektriklassi tähti ,,punasteks tähtedeks". Marssi nimetatakse punaseks planeediks täna raudoksiidi tõttu tekkivale punakale pinnale. Astronoomiliseed
Lained alla kriitilist sagedust lainejuhis ei levi. Seejärel muutsime generaatori sagedust 4 korda(kriitilisest lainepikkusest kõrgematel sagedustel) ja mõõtsime kahe kõrvuti asetseva pinge (x1 ja x2) miinimumi asukohad. Seejärel arvutasime lainepikkuse nii mõõdetud miinimumide abil, kui ka sõltuvalt vabas ruumis levivast lainepikkusest ja võrdlesime neid omavahel. 4. Mõõtetulemused Generaatori Lainepikkus Pinge Pinge Lainepikkus lainejuhis, mm sagedus f0x vabas miinimumi miinimumi Mõõdetud Arvutatud GHz ruumis asukoht x1, asukoht x2, ( ) g := 2 x2 - x1 0x 0x=c/f0x mm mm gx := 2
Ta avastas, et elektriväljas toimuv muutus jõuab magnetvälja vahendusel ühest punktist teise. Nimelt kutsub tugevnev elektriväli esile magnetvälja tugevnemise, mis omakorda tekitab muutuse kõrvalasetsevas elektriväljapunktis. Selle ahelreaktsioonina toimuva muutuste laine, tagasiside, nimetas ta elektromagnetlaineks. (Tarkpea, 2008) Elektromagnetlainet iseloomustav suurus sagedus näitab ühes ajaühikus aset leidvate võngete hulka. Lainepikkus näitab, kui kaugel asetsevad naaber-laineharjad teineteisest. Need kaks suurust mõjutavad elektromagnetlainete toimet ning nende omavahelist seost iseloomustab ühtlase liikumise kiiruse valem v = s/t ehk lainepikkus jagatud võnkeperioodiga (aeg, mille jooksul lainepikkus teatud vahemaa läbib). Sageduse järgi jaotatakse elektromagnetlained madalsageduslaineteks, raadiolaineteks, optiliseks kiirguseks, röntgenkiirguseks ja gammakiirguseks. (Tarkpea, 2008)
laineline omadus avaldub ruumis levivaelektri-ja magnetvälja perioodilises muutumises. valguslaine on ristlaine.elektriväli ja magnetväli on valguslaine lahutamatud osad. tasalainele vastab paralleelne kiirtekimp, keralainele hajuv või koonduv kiirtekimp. valguseks nimetatakse elektromagnetlaineid, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760nm.Nähtust, kus lained painduvad tõkete taha, nimetatakse difraktsiooniks. Varju piirkonnaks nimetatakse seda ruumiosa, kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu.huygensi printsiip-on iga ruumipunkt, kuhu laine jõuab, uus laineallikas, kust kiirgub elementaarlaine.samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist. Vastandfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad liitumisel üksteist.kui avade
* VALGUSENERGIA *Valgus on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 380...760 nanomeetrit. Lainepikkus 380 nm tähendab lillat, violetset serva spektris ja 760 nm lainepikkusega lõpeb punase värvusena tajutava valguse ala. *VALGUS *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
kaaliumsulfiidi segu, mis elektronidega pommitamise tõttu hakkab kiirgama helesinist valgust. Kemoluminestsents- keemiliste reaktsioonide tulemusena eralduv energia võib eralduda ka nähtava valguskiirgusena. Sel puhul jääb keha külmaks, kuivõrd kiirgusest puudub soojusenergia. Nt pehkivad haavapuu tükid või helendavad jaaniussid. Wieni nihkeseadus. Wieni seadus (kannab ka nimetust Wieni nihkeseadus) ütleb, et musta keha maksimaalse kiirguse lainepikkus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga. Iseenesest on see ka loogiline: lühema lainepikkusega (suurema sagedusega) valgus vastab suurema energiaga footonitele, mille kiirgamist ju võibki oodata kõrgema temperatuuriga kehalt. Stefan-Boltzmanni seadus väidab, et absoluutselt musta keha soojuskiirguse intensiivsus (võimsus) ühikulise pindala kohta kasvab võrdeliselt temperatuuri neljanda astmega: R = T4.
Valguse ja aine vastastikmõju Lainepikkus Lainepikkus- füüsikas kaugus kahe teineteisele läima samas faasis võnkuva punkti vahel. Võrdne laine levimiskiiruse ja laine sageduse jagatisega. Tähis: lambda (λ ) Heli sagedus Helid võivad olla nii madalad kui ka kõrged. Heli sagedus- näitab, mitu täisvõnget sooritab õhuosake ühe sekundi jooksul. Tähis: f Mõõdetakse hertsides. Helikiirus on võrdne sageduse ja lainepikkuse korrutisega. Kontrollküsimused: 1
või võimsuse arvutamisel. 1. Stefani-Boltzmanni seadus Absoluutselt musta keha integraalne kiirgusvõime on võrdeline selle keha absoluutse temperatuuri neljanda astemega. R = T^4 - R-integraalne kiirgusvõime, -Stefani-Boltzmanni konstant, T-absoluutne temperatuur. = 5,67*10^8 W/m^2*K^4 2. Wieni nihkeseadus Kiirgusvõime maksimumile vastav lainepikkus on pöörvõrdeline keha absoluutse temperatuuriga. max = b/T, max-kiirgusvõime maksimumile vastav lainepikkus, b-Wieni konstant, T- absoluutne temperatuur. b = 3,0*10^-3 m*K 3. Kirchhoffi seadus Kehad, mille neeldumisvõime on suurem, omavad ka suuremat kiirgumisvõimet r/a = const - r-diferentsiaalne kiirgusvõime, a-neeldumisvõime. Kuidas on määratletud keha diferentsiaalne kiirgusvõime. Esita määratlus valemina ja
Füüsika arvestus Elektromagnetlainete skaala raadio,TV, ultralühilaine jne.(suurim lainepikkus, väikseim sagedus)/mikrolained/infrapuna/nähtav valgus/ultraviolett/röntgenikiired/gammakiired(väikseim lainepikkus, suurim sagedus) Elektromagnetlainete skaala (värvide järjestus) (400 nm) violetne, sinine, roheline, kollane, oranz, punane (700 nm) 00:0301:28 lainet iseloomustavad füüsikalised suurused - lainepikkus (lamta, 𝛌, Ühik: 1m, 𝛌=cf 𝛌=vf, 𝛌=cT)-naaberlaineharjade vahekaugus - sagedus (f, Ühik: 1Hz, f=c/𝛌 = 1/T = hc/A = E/h)-võngete arv ajaühikus - periood (T, Ühik: 1s, T = 1/f)-korduva muutuse tsükli kestus valguse dualistlik käsitlus *korpuskulaarteooria - valgus levib sirgjooneliselt, seda tõestab varjude teke
1. Valgus on elektromagnetlainetus mille lainepikkus vaakumis on 380-760nm 2. Interferents ja difraktsioon tõestavad et valgus on lainetus. Interferents lainete liitumine mille tulemusena mõnes punktis valgus tugevneb ja teises nõrgeneb. Tingimus: Valguslained peavad olema koherentsed(ühesugune lainepikkus, sagedus ja aja jooksul muutumatu faaside vahe. Difraktsioon valguslainete paindumine tõkete taha. Tingimus: Lainepikkus peab olema suurem eseme mõõtmetest. 3. Valguse kvantiseloomuga on seletatavad fotoefekt ja valguse rõhk. 4. Fotoefekt elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Footoni energia peab olema suurem või võrdne elektroni väljumistööga EA H*fmin A fm =A/h fotoefekti kasutatakse videolintides, ohutustehnikas, metroos, toodangu lugemiseks. 5. Punapiir ainele omane max või fmin, mille puhul tekib fotovool. Punapiir sõltub ainest. A c
Pärast pikka vaevanägemist kirjeldas Planck lõpuks musta keha kiiratavat valgust lainepikkuse funktsioonina. Lisaks sellele selgitas ta, kuidas muutub spekter temperatuuri muutudes. Plancki töö musta keha kiirguse probleemi kallal oli üks aluseid imelise kvantmehaanika loomisel, mille lähem kirjeldamine paraku ei mahu käesoleva artikli raamidesse. Planck ja teised avastasid, et kui musta keha temperatuur suureneb, kasvab sekundis kiiratava valguse hulk ning spektri lainepikkus muutub sinisemaks (vaata joonis 1). Joonis 1 Nii muutub raud temperatuuri suurenedes oranzikas-punaseks ning edasisel kuumutamisel nihkub tema värv üha enam sinise ja valge suunas. 1893. aastal võttis saksa füüsik Wilhelm Wien musta keha temperatuuri ja lainepikkuse suhte kokku valemiga kus T on temperatuur Kelvini järgi. Wieni seadus (kannab ka nimetust Wieni nihkeseadus) ütleb, et musta keha maksimaalse kiirguse
ainult võnguvad oma tasakaaluasendi ümber Lainete liigid Ristlaine- keskkonna osakesed võnguvad risti laine levimise suunaga (nt vee pinnalained) Pikilaine-keskkonna osakesed võnguvad samas suunas laine levimise suunaga(nt helilained) Laineid kirjeldavad füüsikalised suurused Kõik võnukisi kirjeldavad suurused o Amplituud o Hälve o Periood o Sagedus Lainepikkus Laine levimise kiirus Lainepikkus ...kaugus kahe lähima sarnase laineelemendi (nt lainehari) vahel Tähis : lambda Ühik : meeter (m) Laine levimise kiirus ... näitab, kui kaugele mingi kindel lainepunkt (nt lainehari) levib ajaühiku jooksul V= / T = f v- kiirus (m/s) , - lainepikkus (m), T- periood (s), sagedus (l/s) ühe perioodi vältel jõuab laine edasi ühe lainepikkuse võrra. Soojusõpetus on .... ...
Füüsika Laineoptika Valguslained on elektromagnetlained, mis koosnevad ajas perioodiliselt muutuvatest ning risti paiknevatest magnet- ja elektriväljast ning mille laineline olemus avaldub ruumis levivate elektri- ja magnetväljade perioodilises muutumises. Valguslained jagunevad kera- ja sirglaineteks. Valguslainet iseloomustavad suurused on lainepikkus , mis näitab kaugust kahe samas võnkefaasis oleva punkti vahel (vaakumis on lainepikkus vahemikus 380 760 nm), laineperiood T, mis näitab aega, mis kulub valguslainel ühe lainepikkuse läbimiseks, laine sagedus f, mis näitab, mitu täisvõnget laine teeb ajaühikus, laine kiirus v, mis näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus (vaakumis c = 3·108 m/s), lainefaas E, mis määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel ning valguse intensiivsus I, mis näitab kui palju energiat valguslaine kannab ajaühikus läbi pinnaühiku
627,1 2420,84 7 a=1230 mm D=1,2 mm A-tüüpi mõõtemääramatus: n 2 i Δ = t n 1,β i=1 n n 1 2420,84 Δ = 2,6 23,36nm 6 6 - 1 Tulemused ja järeldused: Valguse keskmine lainepikkus oli 627,17±23,36nm usaldatavusega 0,95. Oranži valguse lainepikkus peaks olema vahemikus 575-625 nm. Minu tulemustustest võib tunduda, et tegemist oli hoopis punase filtriga.
Skeem TÖÖ TEOREETILISED ALUSED Tutvuge goniomeetri töö põhimõtetega ja ehitusega. Valguslainete levimist (paindumist) tõkke taha, nn geomeetrilisi varju priikonda, nimetatakse valguse difraktsiooniks. Difragreerunud valguse edasisel levimisel täheldatakse interferentsi, mille tulemusena valguse intensiivsus on erinevates ruumipunktides erinev. Intensiisvuse jaotuse ava või tõkke taga määrab valguse lainepikkus ja ava või tõkke kuju ning suurus. Antud töös tekitatakse difraktsiionipilt korrapärase (perioodilise) pilude süsteemi, nn difraktsioonivõre abil, milles maksimumid on märgatavalt intensiivsemad ja kitsamad kui ühe pilu korral. Lihtsamaks optiliseks difraktsioonivõreks on klaaspalaat, millele on teemantnoaga lõigatud üksteisest võrdsel kaugusel asuvaid vaokesi kriimustusi laiusega b (vaata skeemi), mis on prkatiliselt läbipaistmatud.
Valguslainete interferents- kahe laine liitumine, mille tulemusena toimub valguse tugevnemine või nõrgenemine, sõltub laine pikkusest või kelme paksusest, millelt toimub peegeldumine. Interferentsi teke sõltub käiguvahest d ja valguse lainepikkusest. (Valguse) lainepikkus- kahe ühesuguses faasis asuva punkti vahelist kaugus. Valguse värvuse määrab kas valguse lainepikkus või võnkesagedus, omavahel seotud valemiga , kus c on valguse kiirus vaakumis. Pimedus- kaks vastasfaasides asuvat lainet kustutavad teineteise. Valguse tugevnemine- Kaks lainet asuvad samas faasis. Interferentsi tekkimise tingimused: 1. Kui lainete käiguvahe d võrdub täisarv lainepikkuse, siis valgus tugevneb. 2. Kui lainete käiguvahe d võrdub poole lainepikkuse või paaritu arvu poollainepikkustega, siis valgus nõrgeneb. 3
Vaata õpiku näidisülesannet 3.1 Laine levimiskiirust peaksid teadma . Andmed: Valem: c f= = 2,5m c = 3*108 m/s leida: f= ? f=3*108/2,5 = 12*107HZ = 120MHz Vastus: Raadiosaatja poolt saadetud lainete sagedus on 120 MHz. 2.Mis on sinu lemmikjaam? Vaata sagedus ja arvuta lainepikkus? Nrj, mis on sagedusel 93,2 MHz. Andmed: Valem: f= 93,2 MHz = 932*105Hz c = 3*108 m/s leida: = ? =¿ 3*108/932*105= 3,21888412= 3,2 m Vastus: Lainepikkus on ligikaudu 3,2m
) · Seadus annab täpse, tavaliselt matemaatilise seose muutuvate suuruste vahel. · Valguse murdumise seaduspärasus- valguse levikul optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse keskkonda murdub valgus keskkondade lahutuspinna ristsirge poole. 2. valguse kiiruse ja lainepikkuse muutumine murdumisel: · Murdumisel läheb valgus ühest keskkonnast teise, järelikult muutub ka valguse kiirus. · Murdumisel muutub valguse lainepikkus (v = f ?) · Üleminekul optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse lainepikkus väheneb, vastupidisel levikul suueneb. Aine Valguse kiirus Õhk 300 000 Vesi 225 000 Klaas 200 000 Teemant 124 000 3. murdumisseadus: · Murdumisseadus: langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe keskkonna jaoks jääv suurus (ns- suhteline murdumisnäitaja) · Ns = v1/v2 =sina/siny. 4
W = 2 Elektrivoolu võimsus N = UI cos W (vatt) ( cos -võimsustegur) Elektrivoolu töö Q = UIt J (dzaul) Elektroodil eraldunud aine m = kIt kg (k elektrokeemiline ekvivalent tabelist) Võnkeringi võnkeperiood T = 2 LC s Lainepikkus = vT , v = f ( - lainepikkus, T võnkeperiood, f võnkesagedus) Difraktsioonivõre valem d sin = k (d võrekonstant, k spektrijärk, - lainepikkus) Pinna valgustatus I Lx (luks) (I valgustugevus) E= cos R2 Läätse optiline tugevus D=
valguse poolt välja löödud elektronide hulk sõltub valguse sagedusest, Plancki konstandi (6,6 · 10 -34 J/s) ja valguse sageduse korrutis (energia) võrdub punapiirile vastava energia ja kineetilise energia summaga (hf = A + Ek) ning (kvandi)energia E on suurem või võrdne väljumistööst A. Lõplikult lüüakse elektronid minema vaid negatiivelt laetud ainest. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikemaid lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Mida suurem on katoodile langeva valguse intensiivsus I, seda suurem on küllastusvool ehk vool, mis mingi pinge väärtusest enam ei muutu. Fotoefektil töötavaid seadmeid kasutatakse automaatikas (valgustuses, detailide loendamises) ja telemehaanikas (elektritakistuse vähendamisega), toodete kvaliteedi kontrollimisel, valguse
Kordamisküsimused kt. nr. 3. G2 klass Elektromagnetlained 1. Milline on seos muutuvate elektri ja magnetväljade vahel? 2. Mida nim. elektromagnetlaineks? Iseloomusta elektromagnetlaine ehitust. 3. Millisel viisil on võimalik tekitada elektromagnetlainet? 4. Mis on elektromagntelaine lainepikkus, sagedus ja elektromagnetlaine levimiskiirus vaakumis. 5. Elektromagnetlainete skaala. Omadused. 6. Mida nim. valguseks? 7. Valguslaine kirjeldamine võrrandiga. Valguse intensiivsus. 8. Valgus ja värvus. Valge värvuse saamine. 9. Infra ja ultravalgus: saamine ja omadused. 10. Valguse dualism. 11. Max Plancki hüpotees. Footoni energia arvutamine. 12. Mis on valguse difraktsioon ja interferents? Difraktsiooni ja interferentsi toimumise tingimused. 13
11. Mida nim. laineks ? Millal tekib ? 11. Laine võnkumiste edasikandumine ruumis. Tekib ümbritseva häirimisel. *12. Mida nim. lainefrondiks ? 12. Lainefront piir, kuhu on veepinna häiritus esimese laine näol jõudnud. *13. Mille poolest erinevad ristlained ja pikilained ? 13. ristlaine võnkumine toimub levimissihiga risti. pikilained - võnkumine toimub piki levimissihti. 14. Milliste füüsikaliste suurustega lainet iseloomustatakse ? 14. võnkeamplituud, periood, sagedus, lainepikkus, levimiskiirus. *15. Mis on lainepikkus, joonis, tähis, ühik ? 15. Lainepikkus piki levimissihti mõõdetud vähimat vahekaugust kahe samas taktis võnkuva punkti vahel. joonis on boobs. lambda meeter. 16. Kuida arvutame laine levimise kiirust ? selgita. 16. v= lambda/T = lambda*f sest ühele lainepikkusele vastab üks täisvõnge. *17. Mis on lainete interferents, näide ? Millal tekib ? 17. Mitme laine liitumine. kui kaks kivi samal ajal vette visata. kui kaks lainet liituvad. 18
Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Ettevalmistus arvestuseks 1. Mida kirjeldab optika? Optika on füüsika osa, mis kirjeldab valguse käitumist ja omadusi ning vastastikmõju ainega. 2. Mis on valgus? · Valgus on elektromagnetlaine, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760 nm. · Valguslained on elektromagnetlained, mis tekitavad inimesel nägemisaistingu. 3. Kuidas liigitatakse valguslained lainepikkuse järgi? Valgust klassifitseeritakse lainepikkuse järgi · Infravalgus · Nähtav valgus · Ultravalgus 4. Nimeta valguslainet iseloomustavad suurused · Lainepikkus · Laineperiood T · Laine sagedus f
Laine on võnkumiste levimine. Lainet põhjustab võnkeallika võnkumine. Kui võnkeallikas võngub harmooniliselt, siis on ka tekkiv laine harmooniline, ehk teisiti öeldes, laine profiiliks on sinusoid. Laineid saab tekitada ka gaasis, näiteks õhus. Laine põhitunnuseks on energia edasikandmine. Näiteks helilaine kannab edasi helienergiat, valguslaine kannab edasi valgusenergiat. Laine kirjeldamisel kasutatakse mitmeid suurusi. Neist olulisemad on lainepikkus tähisega lambda - , lainekõrgus tähisega h ja lainete levimiskiirust tähisega v. Ristlaine Laineringide tekkimist saab seletada veeosakeste vaheliste mõjujõududega. Kui õngekork võngub üles-alla, hakkab liikuma ka temaga vahetult kokkupuutuv vesi. Et aga veemolekulide vahel mõjuvad jõud, siis liikudes ise, panevad nad liikuma ka naabrid. Need omakorda jälle oma naabrid jne. Veeosakestel on kõigil teatud inertsus ja sellepärast ei hakka nad liikuma silmapilkselt
.............................. 7 2 Mis on laser? Sõna laser on lühend inglisekeelseist sõnadest "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse varal). Laser kui optiline kvantgeneraator on valguse stimuleeritud kiirgumisel rajanev koherentvalguse generaator, harvemini valguse võimendi. Valguse all mõistetakse sel juhul lühilainelist elektromagnetkiirgust, mille lainepikkus on suurem , kui 1mm. Laserite töö baseerub pööratud jaotuse ja optilise pumpamise nime kandvatel kvantoptilistel protsessidel. Laser on üpris eriliste omadustega uut liiki valgusallikas. Tema poolt kiiratud valgus võib olla erakordselt intensiivne, äärmiselt kõrge koherentsuse astmega ning koondunud väga kitsasse lainepikkuste vahemikku, pealegi võib valgus allikast väljuda kitsa paralleelkiirtekimbuna.
muutu. Pr-p0r=Mt L=pr=mvr=mr2=const Hälve tasakaaluasendist x meeter m Ring- e nurksagedus Võnget/(2 sekundis) võnget/(2 s) Võnkesagedus f; võnget/sekundis; herts 1/s; Hz Võnkeperiood T sekund s Lainepikkus meeter m Laine levimise kiirus v meetrit/sekundis m/s Võnkumine-keha perioodiline edasi-tagasi liikumine tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Vabavõnkumine-toimub süsteem sisejõudude mõjul-tekkimiseks peab olema püsiv tasakaaluasend ja väline tõuge. sundvõnkumine - perioodiliselt muutuva välisjõu mõjul toimuv võnkumine, mille
Näiteks helilaine kannab edasi helienergiat (muidu me ei kuuleks heli), valguslaine kannab edasi valgusenergiat (muidu me ei näeks valgust).Näiteks :Lainete omadused mingis merepunktis sõltuvad:tuule kiirusest, suunast ja nende väärtuste ajalis-ruumilisest jaotusest , rannajoonest, merepõhja iseloomust (sh. lainete ja rannajoone ning merepõhja vastasmõjust), lainetevahelisest energiavahetusest, hoovustest, stratifikatsioonist (suhteliselt vähe) 6. Lainepikkus, sagedus, periood ja levimiskiirus Lainepikkus näitab vähimat kaugust kahe samas võnkefaasis oleva väljapunkti vahel. Näiteks kaugust kahe naabermaksimumi vahel. Lainepikkus mõõtühikuks 1 m. Laine sageduseks nimetatakse ühes sekundis sooritatud täisvõngete arvu. Sageduse mõõtühikuks 1 Hz = 1 s-1 Laineperiood- aeg, mis kulub valguslainel ühe lainepikkuse läbimiseks. Tähis : T
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
