NAJVÄČŠIA DATABÁZA
ŠTUDENTSKÝCH REFERÁTOV NA SLOVENSKU

Nájdi si dokument, ktorý potrebuješ v inom jazyku: SK CZ HU

Celkom referátov: (12384)

Prihlásenie Prihlásenie Registrácia
Pridaj svoju prácu

Vypracovane testy z fyziky

Odoslať známemu Stiahnuť Nahlásiť chybu Buď prvý, kto sa vyjadrí k tomuto príspevku (0)

Oblasť:Fyzika a astronómia

Autor: antiskola@antiskola.eu

Počet slov:4730

Počet písmen:26,785

Jazyk:Slovenský jazyk

Orient. počet strán A4:14.88

Počet zobrazení / stiahnutí:4212 / 24

Veľkosť:31.13 kB

Vypracovane testy z fyziky

1. Fyzikálne veliciny, ich meranie, chyby merania
Pri skúmaní fyzikálnych objektov (npr. telies a polí) zistujeme, že tieto objekty majú urcité vlastnosti, nachádzajú sa v urcitých stavoch, prebiehajú v nich urcité zmeny. Vlastnosti, ktorým možno meraním priradit císlo, sa nazývajú veliciny. Veliciny, ktoré opisujú fyzikálne javy a objekty, sa nazývajú fyzikálne veliciny. (Existujú aj iné druhy velicín, napr. technické, ekonomické atd.) Meranie fyz. veliciny spocíva v tom, že meranú velicinu porovnávame predpísaným postupom s dohodnutou meracou jednotkou. Získaná císelná hodnota udáva kolko krát je meraná velicina väcšia alebo menšia ako dohodnutá meracia jednotka. Jednotku veliciny X budeme oznacovat' [X]. Císelný údaj, ktorý získame meraním veliciny X, sa nazýva císelná hodnota veliciny X a oznacuje sa {X}. Potom pre velicinu X platí X={X}[X] (npr. m=5kg).
Otázkami merania, definíciami a realizáciou jednotiek, meracími metódami atd. sa zaoberá metrológia.

Skalárne a vektorové veliciny
Vo fyzike poznáme 2 druhy fyzikálnych velicín:
Skalárne fyzikálne veliciny – skalary (lat. scalae - stupnica) sú také fyzikálne veliciny, ktoré sú úplné urcene jedným údajom, a to císelnou hodnotou s jednotkou.
-npr. cas, hmotnost, hustota ai.
Vektorové veliciny - vektory (lat. vector - vedúci, smerujúci) sú také veliciny, ktoré sú okrem velkosti urcené aj smerom. -npr. sila, rychlost', zrýchlenie. Vektory sa oznacujú tucnými písmenami alebo šípkou nad znackou veliciny a graficky sa znázornujú orientovanými úseckami. Priamka, na ktorej leží orientovaná úsecka znázornujúca vektor, sa nazýva vektorová priamka. Velkost vektora v sa oznacuje v. Vektor, ktorého velkost je nula, sa nazýva nulový vektor a oznacuje sa 0. Nulový vektor nemá smer. Vektor, ktorého velkost' je jedna, sa nazýva jednotkový vektor.
So skalármi sa pocíta podla pravidiel pre pocítanie s císlami a pre pocítanie s vektormi sa využívajú pravidla o vektoroch známe z analytickej matematiky.

Sústavy velicín a jednotiek
V minulosti sa jednotky velicín volili nezávisle. Ukázalo sa, že takýto postup je nepraktický, preto sa od zaciatku 19. storocia zacali vytvárat' sústavy velicín a jednotiek. Pri vytváraní sústavy velicín a jednotiek sa zvolí istý súbor velicín, ktoré sa nazývajú základné veliciny. Urcia sa ich jednotky - základné jednotky. Ostatné veliciny sa definujú pomocou definicných velicinových rovníc zo základných velicín a z velicín už definovaných - odvodené veliciny.

Jednotky odvodených velicín sa definujú pomocou definicných jednotkových rovníc zo základných jednotiek. Nazývajú sa odvodené jednotky.
V roku 1960 bola prijatá Medzinárodná sústava jednotiek (Systéme lnternational d’Unités) s medzinárodnou skratkou SI. Sústavu SI tvoria jednotky základné, odvodené a násobky a diely predchádzajúcich jednotiek.
Základné jednotky SI sú:
Základná velicina Znacka velicinyZákladná jednotkaZnacka jednotky
dlžkalmeterm
hmotnostmkilogramkg
castsekundas
elektrický prúdIampérA
termodynamická teplotaTkelvinK
látkové množstvonmólmol
svietivost Ikandelacd

Doplnkové jednotky:
Názov doplnkovej jednotkyZnacka velicinyZákladná jednotkaZnacka jednotky
rovinný uhol ,, radiánrad
priestorový uholsteradiánsr

Odvodené jednotky:
Odvodené jednotky SI sa odvodzujú pomocou definicných jednotkových rovníc zo základných jednotiek. Niektoré majú zvláštny názov (newton,volt,pascal ai). Príklad odvodenej jednotky:
c = Q/m.T
[c] = [Q] / [m].[T] = J / kg.K = J.kg-1.K-1
„joule na kilogram a Kelvin“

Násobky a diely jednotiek:
Názov predpony ZnackaNásobokMocnina 10-tich
teraT1 000 000 000 0001012
gigaG1 000 000 000109
megaM1 000 000106
kilok1 000103
––1100
milim0,00110-3
mikro0,000 00110-6
nanon0,000 000 00110-9
pikop0,000 000 000 00110-12

Neodporúcané, ale používané jednotky:
hektoh100102
dekadk10101
decid0,110-1
centic0,0110-2
Chyby merania
Merat fyzikálnu velicinu znamená urcit jej velkost. Meranie môže byt priame(dlžka, hmotnost, napätie apod.) alebo nepriame(hustota, rýchlost, apod.). Nepriame meranie znamená, že velkost danej veliciny dostaneme výpoctom z velicinového vztahu. Chyby merania môžu byt:
1, systematické (sústavné) chyby
 nedokonalost našich zmyslových orgánov, meracej metódy alebo meracích prístrojov
 nestálost vonkajších podmienok
 môžeme ich obmedzit napríklad výberom inej metódy alebo výberom dokonalejšieho meradla
2, Hrubé chyby
 nepozornost, nesústredenost alebo únava pozorovatela
 omyl
 ak sa dopustíme hrubej chyby, císelnú hodnotu treba so spracovania výsledkov vylúcit
3, Náhodné chyby
 nevyskytujú sa sústavne a prejavujú sa tak, že pri viac násobnom meraní fyz. veliciny dostávame rozdielne hodnoty
- nemožno ich odstránit ani vylúcit, ich vplyv na presnost merania však zmenšit tým, že danú velicinu zmeriame viackrát

X – skutocná hodnota veliciny (nedá sa dokonale namerat)
Xk – nameraná hodnota veliciny (X1, X2, X3 , .. , Xk )
X – aritmetický priemer - pravdepodobná hodnota meranej veliciny
Xk - odchýlka merania , urcuje sa pre každé meranie
Xk = X - Xk
X2 - odchýlka druhého merania
X – priemerná odchýlka merania, aritmetický priemer odchýlky každého merania
suma, súcet

Pomocou aritmetického priemeru a priemernej odchýlky urcíme nakoniec hornú a dolnú medzu intervalu, o ktorom predpokladáme, že obsahuje skutocnú hodnotu meranej veliciny. Stredom tohto intervalu je aritmetický priemer, ktorý považujeme za najpravdepodobnejší.
Hodnota má potom tvar X = X +-  X

x - priemerná relatívna odchýlka (udáva sa v %)

x = X/X. 100%

Ak je x menej ako 3% považujeme meranie za presné.
Odchýlka súctu alebo rozdielu viacerých velicín toho istého druhu sa rovná nanajvýš súctu odchýlok pri jednotlivých velicinách. Relatívna odchýlka súcinu alebo podielu viacerých velicín sa rovná nanajvýš súctu relatívnych odchýlok jednotlivých velicín tvoriaci súcin alebo podiel. 3. Mechanika tuhého telesa

Tuhé teleso
Ohranicená cast látky sa nazýva teleso. Teleso z látky pevného skupenstva je pevné teleso. Pevné teleso je tvorené casticami, ktoré na seba navzájom pôsobia vnútornými silami. Pri skúmaní pokoja a pohybu pevných telies nemusíme prihliadat na casticovú štruktúru látok, z ktorých je teleso vyrobené. Pre zjednodušenie úvah sa zanedbávajú aj zmeny tvaru a objemu telesa, ktoré nastanú pôsobením vonkajších síl. Zavádza sa pojem TUHÉ TELESO. Je to ideálne teleso, ktorého tvar ani objem sa úcinkom žiadnych vonkajších síl nemení. Vnútorné sily, ktorými na seba pôsobia castice tuhého telesa, majú rovnakú velkost a opacný smer, preto sa ich súcet podla 3. newtonovho pohybového zákona rovná nule a na pohybový stav telesa ako celku nemajú vplyv. Zmenu pohybového stavu tuhého telesa môžu spôsobit iba vonkajšie sily. Úcinky vonkajšej sily na tuhé teleso závisia od velkosti, smeru sily a od polohy pôsobiska danej sily. Pôsobisko sily je bod, v ktorom pôsobí sila na teleso. Pohyb tuhého telesa môže byt posuvný, otácavý alebo zložený. Posuvný pohyb tuhého telesa je taký pohyb, pri ktorom všetky body telesa opíšu za rovnakú dobu rovnakú trajektóriu.


Pri posuvnom pohybe majú všetky bodv telesa v tom istom case rovnakú rýchlost v a rovnaké zrýchlenie a vzhladom k danej inerciálnej vztažnej sústave.
Otácavý pohyb okolo nehybnej osi je taký pohyb, pri ktorom všetky body tuhého telesa ležiace na jednej priamke (osi otácania) ostávajú v pokoji, ostatné body tuhého telesa sa pohybujú po kružniciach so stredom na osi otácania ležiacich v rovinách kolmých na os otácania.

Moment sily
Otácavý úcinok sily na teleso sa charakterizuje momentom sily. Moment sily M vzhladom na nehybnú os o je vektorová velicina, ktorej velkost je
M = F r,M = F r sin ,
kde F je sila pôsobiaca na teleso a r je rameno sily – kolmá vzdialenost vektorovej priamky sily od osi otácania. Jednotkou momentu sily je
[M] = [F].[r] = N.m – newton meter
Platí dohoda, že pri otácaní telesa proti smeru hodinových ruciciek považujeme moment sily za kladný v opacnom prípade je záporný. Vektor momentu sily leží v osi otácania, jeho smer urcujeme podla pravidla pravej ruky (prsty ukazujú v smere sily a vztýcený palec ukazuje smer momentu). Ak na tuhé teleso otácavé okolo nehybnej osi pôsobí súcasne viac síl, ich otácavý úcinok na teleso charakterizujeme vektorovým súctom momentov jednotlivých síl vzhladom na danú os, teda M = M1+M2+...+Mn. otácavý úcinok síl na tuhé teleso otácavé okolo pevnej osi sa ruší, ak vektorový súcet momentov všetkých síl vzhladom na os je nulový. M1+M2+...+Mn = 0
Toto pravidlo sa nazýva momentová veta.

Skladanie a rozkladanie síl
Skladanie síl je nahradenie dvoch alebo viacerých síl pôsobiacich na tuhé teleso jednou silou s rovnakým úcinkom na teleso. Sily, ktoré skladáme sa nazývajú zložky. Vzniknutá sila sa nazýva výslednica síl.
Pri skladaní rovnobežných síl sa velkost výslednej sily rovná vektorovému súctu daných síl. Urcit pôsobisko znamená riešit rovnicu F1.r1= F2.r2. Rozkladat silu na dve rovnobežné zložky znamená riešit sústavu rovníc
F1.r1= F2.r2
d = r1 + r2
F = F1 ± F2 - vektorový súcet

Dvojica síl sú dve rovnako velké sily opacného smeru s rôznymi vektorovými priamkami. Os otácania môže a nemusí byt medzi dvojicou síl. Dvojica síl má na teleso iba otácavý úcinok, ktorý charakterizujeme momentom dvojice síl M = F r. kde r je rameno dvojice. Je to vzdialenost vektorových priamok síl. Dvojicu síl nie je možné nahradit jednou silou.

Tažisko
Na každú z n castíc tvoriacich tuhé teleso pôsobi tiažová sila mig, kde mi hmotnost i-tej castice. Tiažové sily pôsobiace na všetky castice telesa majú rovnaký smer, preto ich môžeme nahradit výslednicou, ktorej velkost sa bude rovnat súctu tiažových síl pôsobiacich na castice (FG = mg).
Táto tiažová sila má pôsobisko v istom bode telesa, ktorý je urcený, rozložením castíc v telese a nazýva sa tažisko tuhého telesa. Priamky prechádzajúce tažiskom sa nazývajú tažnice.
Pre tažisko homogénnych telies platí:
ak má teleso stred súmernosti (gula. valec. kocka).

Tažisko je v tomto strede.
- ak má teleso os súmernosti (rotacný kužel', gulový odsek), tažisko je na tejto osi.
- ak má teleso rovinu súmernosti. tažisko je v tejto rovine,
- tažisko môže byt aj mimo telesa (obruc).

Rovnovážna poloha tuhého telesa
Tuhé teleso je v rovnovážnej polohe. ak v inerciálnej vztažnej sústave nekoná posuvný ani otácavý pohyb. Z pohybových rovníc vyplýva. že podmienkou rovnovážnej polohy je aby výslednica vonkajších síl bola nulová a výsledný moment vonkajších síl bol tiež nulový. Podla vzájomnej polohy tažiska telesa a vodorovnej osi, okolo ktorej sa môže otácat, rozlišujeme 3 druhy rovnovážnych polôh:
- Rovnovážna poloha tuhého telesa sa nazýva stála (stabilná), ak pri vychýlení z nej vznikajú sily, ktoré sa snažia vrátit teleso do pôvodnej polohy. (tyc zavesená nad tažiskom)
- Rovnovážna poloha tuhého telesa sa nazýva volná (indiferentná), ak pri vychýlení z nej ostanú splnené podmienky rovnováhy. (tyc zavesená v tažisku)
- Rovnovážna poloha tuhého telesa sa nazýva vratká (labilná), ak pri vychýlení z nej vznikajú sily, ktoré zabránia návratu do pôvodnej polohy. (tyc zavesená pod tažiskom)
Stálost rovnovážnej polohy telesa (stabilita telesa) sa meria velkostou práce, ktorú musíme vykonat aby sme teleso prevrátili z rovnovážnej polohy stálej do rovnovážnej polohy vratkej. Dynamika posuvného a otácavého pohybu tuhého telesa
Pri posuvnom pohybe môžeme tuhé teleso nahradit hmotným bodom s hmotnostou m, na ktoré pôsobí výslednica F všetkých vonkajších síl. Pre túto výslednicu F platí F = ma.

Ked sa tuhé teleso otáca uhlovou rýchlostou ω s uhlovým zrýchlení ε, pohybujú sa aj jeho jednotlivé castice rovnako velkou uhlovou rýchlostou ω s rovnakým uhlovým zrýchlením ε. Pre velkost rýchlosti castíc platí vi = ri.ω, kde vi je rýchlost i-tej castice a ri vzdialenost i-tej castice od osi otácania. A kinetická energia i-tej castice je Eki = ½mv2 = ½mri2ω2 = ½.J.ω2. Pre výslednicu všetkých vonkajších síl pôsobiacich na tuhé teleso je F = m.r.ε. Pre vektorový súcet momentov všetkých vonkajších síl platí :
M = m.r.ε.r = mr2ε = Jε
, kde mr2 = J je moment zotrvacnosti vzhladom na os. Je to velicina (ozn. J), ktorá charakterizuje rozloženie látky v telese vzhladom na os otácania. Je mierou vlastnosti telesa zotrvávat v otácavom pohybe okolo danej osi. Jednotkou momentu zotrvacnosti je [J] = kg. m2.

Momenty zotrvacnosti niektorých homogénnych telies s hmotnostou m a polomerom r vzhladom na os súmernosti:
valec J = ½mr2
obruc J = mr2
gula J = 2/5 mr2
Telesá konštruované tak, aby vzhladom na os súmernosti mali velký moment zotrvacnosti, sa nazývajú zotrvacníky.

5. Fyzikálne polia a interakcie
Pole je jedna z foriem hmoty.
Vo fyzike poznáme 3 druhy polí:
gravitacné
elektrické
magnetické

Gravitacné pole (GP)
Každé dva hmotné body (alebo homogénne gule) sa vzájomne pritahujú gravitacnou silou Fg, ktorej velkost je priamo úmerná súcinu m1m2 ich hmotností a nepriamo úmerná druhej mocnine ich vzdialeností r, teda

kde κ - kappa je gravitacná konštanta, jej velkost je v SI κ = 6,67.10-11 N.m2.kg-2. tento gravitacný zákon sformuloval v 17.stor. Isaac Newton (Newtonov gravitacný zákon). Vznik tejto sily spôsobuje gravitacné pole, ktoré je v okolí každého telesa. Gravitacné pole je forma hmoty, ktorej základným prejavom je silové pôsobenie na všetky hmotné objekty v nom sa nachádzajúce. Teda gravitacná interakcia sa uskutocnuje prostredníctvom gravitacného pola. Castice GP, hoci ešte neboli pozorované, dostali názov gravitóny.

Intenzita GP
Silové pôsobenie GP v urcitom mieste pola charakterizuje fyz. velicina intenzita GP - K. Je definovaná ako podiel gravitacnej sily Fg, ktorá pôsobí na teleso s hmotnostou m v danom mieste pola a hmotnosti tohto telesa. [K] = N.kg-1
K je vektorová velicina, ktorej smer je rovnaký ako smer gravitacná sila, ktorou GP pôsobí na teleso v danom mieste. Podla 2.Newtonovho zákona, platí pre grav. Silu aj vztah Fg = m.ag, kde ag je zrýchlenie, ktoré udeluje sila v danom mieste telesu. Porovnaním týchto vztahov dostaneme ag = K. Ak pozorujeme GP Zeme považujeme Zem za rovnorodú gulu s polomerom Rz a hmotnostou Rz.

Na teleso na povrchu Zeme pôsobí grav. sila Zeme a na to isté teleso vo výške h nad povrchom Zeme pôsobí sila .
(Rz + h)> Rz => gravitacná sila, ktorá pôsobí na teleso vo výške h nad povrchom Zeme je menšia ako gravitacná sila, ktorá pôsobí na teleso na povrchu Zeme. To isté platí aj pre intenzitu GP Zeme. Intenzita GP je najväcšia na povrchu Zeme.
GP môže byt
radiálne (centrálne) – intenzita GP smeruje vo všetkých miestach do gravitacného stredu. GP Zeme je radiálne
homogénne (rovnorodé) – intenzita GP je všetkých miestach rovnaká (konštantná). Zidealizované GP, o ktorom uvažujeme vo vymedzenej oblasti GP.

Model GP
Matematický model –
každému bodu pola je priradený vektor intenzitySilociarový model –
znázornenie pomocou silociar*
radiálne GP
homogénne GP
V homogénnom GP pôsobí na teleso stála gravitacná sila (Fg=mK).

Ak sa teleso pohybuje z jedného miesta na druhé vykoná prácu
W=Fg(h1-h2)=mK(h1-h2)
Práca nezávisí od trajektórie, po ktorej sa teleso pohybuje ale iba od hmotnosti telesa, vzdialenosti, ktorú teleso prejde a od intenzity GP, v ktorom sa teleso pohybuje. Gravitacnú potenciálnu energiu telesa s hmotnostou m vo výške h od povrchu Zeme urcuje vztah Ep=mKh.
V nehomogénnom GP platí pre gravitacnú potenciálne energiu vztah
,
kde r=Rz+h. Pre telesá, ktoré sú blízko povrchu Zeme (h U=RI

Polovodice
Merný elektrický odpor polovodicov s rastúcou teplotou exponenciálne klesá, ciže s rastúcou teplotou sa v polovodicoch zväcšuje koncentrácia volných elektrónov. Závislost merného odporu od teploty sa využíva v teplotne závislých rezistoroch – termistoroch. Merný odpor polovodicov okrem teploty závisí aj od osvetlenia, prímesí, tlaku, elektrického a magnetického pola apod.

Vlastné polovodice
Vo vlastnom polovodici (napr. kremík) sa pri zvyšovaní teploty uvolnujú elektróny. Po uvolnených elektrónoch ostávajú volné miesta, ktoré sa správajú ako fiktívna kladne nabitá castica – diera. Vznik párov elektrón – diera sa nazýva generácia, opak je rekombinácia. Pri danej teplote sa vždy vytvorí rovnováha medzi vznikajúcimi a zanikajúcimi pármi. Pohyb volných elektrónov a dier je neusporiadaný, a ked polovodic zapojíme na zdroj castice sa zacnú pohybovat usporiadane. Diery sa budú pohybovat v smere intenzity EP (dierový prúd) a volné elektróny proti smeru E EP (elektrónový prúd). Vodivost polovodicov, ktorá je vyvolaná generáciou párov elektrón – diera sa nazýva vlastná vodivost. Sú lineárne vodice (platí Ohmov zákon).

Nevlastné polovodice
Nevlastná vodivost je spôsobená prítomnostou cudzích atómov v štruktúre polovodica.
Polovodice typu N
Prímes (prvky skupiny V.) dodá polovodicu volné elektróny, preto sa nazýva donor. V polovodici s donorovou prímesou je vodivost spôsobená prevažne volnými elektrónmi – elektrónová vodivost.
Polovodice typu P
Prímes (prvky skupiny III.) prijme od polovodica volné elektróny, preto sa nazýva akceptor. V polovodici s akceptorovou prímesou je vodivost spôsobená prevažne dierami – dierová vodivost.

Priechod PN. Dióda
Priechod PN je oblast polovodica, v ktorej sa typ P mení na typ N. Rozhranie medzi P a N je zbavené volných nábojov, a preto má velký odpor. Toto rozhranie sa nazýva hradlová vrstva.

Ak zapojíme priechod PN na vonkajšie napätie tak, že kladný pól zdroja je pripojený na oblast typu N, hradlová vrstva sa rozšíri. Tým sa zväcšuje aj odpor PN priechodu, preto prechádza cez PN priechod minimálny prúd. Priechod PN je zapojený v závernom smere. Ked je PN priechod zapojený na vonkajší zdroj napätia tak, že kladný pól zdroja je pripojený na oblast typu P, hradlová vrstva sa zužuje až zanikne. Preto odpor PN priechodu je minimálny. Priechod PN je zapojený v priepustnom smere.
Polovodicová dióda je súciastka s jedným priechodom PN. Je to nelineárny dvojpól. Vývod pripojený k casti P sa nazýva anóda a vývod pripojený k casti N je katóda. Používa sa na usmernovanie striedavých prúdov. Schematickou znackou diódy je:

Tranzistor
Je polovodicová súciastka zložená z dvoch priechodov PN.
Tvoria ho:
- polovodicová platnicka s vodivostou N alebo P – Báza (B) a na nu natavené 2oblasti s opacnou vodivostou ako ona sama.
- Emitor – E – má význam emisnej elektródy
- Kolektor – C – má význam zberacej elektródy
Priechod medzi bázou a emitorom sa nazýva emitorový a priechod medzi kolektorom a bázou je kolektorový. Zapojenie tranzistora PNP do el. obvodu so spolocnou bázou:
Emitorový obvod E – PN priechod je zapojený v priepustnom smere a prúd tecúci týmto obvodom je relatívne velký.
Kolektorový obvod C – PN priechod je zapojený v závernom smere a prúd tecúci týmto obvodom je nepatrný.

Prúd v elektrolytoch
Elektrolyty sú látky, ktorých roztoky alebo taveniny vedú elektrický prúd pomocou iónov. Roztoky alebo taveniny elektrolytov sú teda vodice s iónovou vodivostou – sú vodice 2. triedy. Prícinou iónovej vodivosti elektrolytov je elektrolytická disociácia – rozštiepenie neutrálnych molekúl elektrolytu na el. nabité castice - ióny pôsobením rozpúštadla alebo vysokej teploty. Vodice, ktoré roztok vodivo spájajú s inými castami obvodu, sa nazývajú elektródy. Ak obvodom prechádza prúd ku kladnej elektróde - anóde sa budú pohybovat záporne nabité castice – anióny. Ku záporne nabitej elektróde - katóde sa budú pohybovat kladne nabité castice – katióny. Chemické procesy, ktoré sa dejú pri prechode el. prúdu elektrolytom sa nazývajú elektrolýza. Hmotnost látky vylúcenej na elektróde je priamo úmerná elektrickému náboju, ktorý prešiel roztokom elektrolytu. Na princípe elektrolýzy sú založené galvanické clánky – zdroje el. energie, ktoré premienajú chemickú energiu na elektrickú.

Prúd v plynoch
Látky plynného skupenstva sú zložené z elektricky neutrálnych castíc a pri teplotách pod 1000°C sú nevodice.

elektricky nabité castice v nich môžu vznikat ionizáciou – odtrhnutím elektrónov od atómov alebo molekúl. Na ionizáciu musí byt elektrónu dodaná urcitá energia – ionizacná energia. Cinitel, ktorý spôsobil ionizáciu sa nazýva ionizátor. Najdôležitejšie spôsoby ionizácie sú:
- ionizácia nárazom – vznik volných e- a iónov pri zrážkach castíc plynu s e- alebo iónmi urýchlenými EP.
- tepelná ionizácia – zahrievaním plynu
- fotoionizácia
V plyne súcasne s ionizáciou prebieha aj opacný dej – rekombinácia. Vedenie el. prúdu plynmi sa nazýva elektrický výboj. 19. Elektromagnetická indukcia

Ked sa v okolí vodica mení velkost MP, vzniká v tomto vodici indukované elektromotorické napätie. Tento jav sa volá elektromagnetická indukcia.
Magnetický indukcný tok Φ je skalárna fyzikálna velicina.
Φ = B.S.cos α,
kde S obsah plochy závitu v homogénnom MP,B je magnetická indukcia MP, v ktorom sa závit nachádza. Uhol vektorov B a normálového vektora plochy je α. Jednotkou magnetického indukcného toku je weber (Wb): [Φ]=[B][S]=T.m2=1 Wb
Magnetický indukcný tok sa môže menit tak, že:
- sa zmení B - napr. zmení sa prúd vo vodici, alebo sa pohybuje magnet
- zmení sa S- napr. závit sa deformuje
- zmení sa α - napr. závit sa otáca v magnetickom poli.
Ak je v magnetickom poli cievka s N závitmi s prierezom S, tak magnetický indukcný tok cievkou je
Φ = N.B.S.cos α
Pri skúmaní súvislostí medzi elektrickými a magnetickými javmi Faraday v roku 1831 zistil, že pri casovej zmene magnetického indukcného toku plochou ohranicenou vodicom vzniká vo vodici elektromotorické napätie. Uvedený jav sa nazýva elektromagnetická indukcia. Elektromotorické napätie, ktoré vo vodici vznikne, sa nazýva indukované elektromotorické napätie. Uzavretým obvodom prechádza elektrický prúd - indukovaný prúd.
Pre velkost indukovaného napätia platí Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie:
Elektromotorické napätie indukované vo vodici sa rovná zápornej casovej zmene magnetického indukcného toku, teda

Takto urcená hodnota Ui je stredná hodnota v dobe Δt. Okamžitá hodnota indukovaného elektromotorického napätia je:
= - Φ‘(t)-> derivácia mag. indukcného toku podla casu.
Znamienko mínus vo Faradayovom zákone je vyjadrením Lenzovho zákona: Indukovaný prúd má taký smer, že svojimi úcinkami pôsobí proti zmene, ktorá ho vyvolala.
Uvažujme v homogénnom magnetickom poli s indukciou B závit s plošným obsahom S, ktorý sa otáca okolo osi uhlovou rýchlostou ω.

Potom magnetický indukcný tok plochou závitu sa bude menit' s casom podla vztahu
Φ (t) = N.B.S.cos ωt.
Indukované elektromotorické napätie vzniká aj v neuzavretom vodici pri pohybe v magnetickom poli. Indukované elektromotorické napätie vo vodici sa vtedy rovná casovej zmene magnetického indukcného toku plochou opísanou vodicom pri pohybe v magnetickom poli. Uvažujme priamy vodic s dlžkou l pohybujúci sa rýchlostou v v homogénnom magnetickom polí s indukciou B kolmo na indukcné ciary. Magnetický indukcný tok plochou opísanou vodicom pri pohybe za cas t je
Φ(t) = B S = B l v t. Vlastná indukcia
Vlastná indukcia je vznik indukovaného elektromotorického napätia v obvode zaprícinený zmenami v tom istom obvode. Pre magnetický indukcný tok plochou ohranicenou vodicom s prúdom I platí
Φ =LI,
kde L je velicina charakterizujúca vodic; nazýva sa vlastná indukcnost. Je urcená tvarom a rozmermi vodica a permeabilitou prostredia. Jednotkou vlastnej indukcnosti je henry (H): [L] = [Φ]/[I] = Wb.A-1=H

21. Mechanické a elektromagnetické vlnenie
Dej, pri ktorom sa kmitavý vzruch šíri prostredím nazývame vlnenie. Poznáme dva druhy vlnenia:
- mechanické – prenos mech. energie
opriecne – kmity castíc sú kolmé na lúc, iba v tuhých látkach
opozdlžne – kmity castíc sú v smere lúca, pravidelné zhustovanie a zriedovanie castíc
- elektromagnetické – prenos elMag energie
Pri vlnení nastáva zmena energie, pri vlnení iba jej prenos. Mechanické vlnenie vzniká v pevných, plynných aj kvapalných látkach. Jeho prícinou je existencia väzbových síl medzi casticami prostredia, ktorým sa šíri. Vzdialenost, do ktorej vlnenie dospeje za periódu T kmitania zdroja vlnenia nazývame vlnová dlžka . Je to vzdialenost dvoch najbližších bodov, ktoré kmitajú s rovnakou fázou. Je vyjadrená vztahom  = vT = v/f. Rýchlost, s ktorou sa vlnenie šíri priamym prostredím sa nazýva fázová rýchlost vlnenia. Okamžitá výchylka bodu vo vzdialenosti x od zdroja je opísaná vztahom (rovnicou postupnej vlny)
y = ymsin2(t/T-x/) = ymsin(t-x/v) // =2/T =2(t/T-x/)- fáza
Koherentné zdroje sú zdroje, ktoré vysielajú vlnenie s rovnakou vlnovou dlžkou a rovnakou amplitúdou. Ked sa priamym prostredím šíria dve alebo viac vlnení nastáva INTERFERENCIA VLNENÍ. V závislosti od dráhového rozdielu nastáva interferencné maximum [d=2k./2 , kde kN] alebo minimum [d=(2k+1)/2]. Pri maxime sa stretávajú vlnenia s rovnakou fázou; pri minime s opacnou. Fázový posun (rozdiel)  = 2d/. Ak postupné vlnenie narazí na prekážku maže sa odrazit (nemusí).

Pri odraze poznáme dva prípady:
- odraz na pevnom konci – vlnenie sa odráža s opacnou fázou
- odraz na volnom konci - vlnenie sa odráža s rovnakou fázou
Rozdiel je v tom, že posledná castica kmitajúceho prostredia v jednom prípade môže kmitat a v druhom nie. Interferenciou dvoch vlnení, ktoré sa šíria v opacných smeroch (npr. postupujúce a odrazené), vniká stojaté vlnenie. Stojatým vlnením sa energia neprenáša, len sa periodicky mení.

V pružných telesách má vlnenie charakter chvenia f2=v/.
V izotropnom prostredí (má vo všetkých smeroch rovnaké vlastnosti) sa vlnenie šíri vo vlnoplochách. Mechanizmus šírenia vysvetluje Huygensov princíp: Každý bod, do ktorého sa dostalo vlnenie v istom okamihu, môžeme pokladat za zdroj elementárneho vlnenia, ktoré sa z neho šíri v elementárnych vlnoplochách. Vlnoplocha v každom dalšom okamihu je vonkajšia obalová plocha všetkých elementárnych vlnoplôch. Výnam tohto princípu je najmä v tom, že umožnuje konštruovat vlnoplochu v istom okamihu, ak sú známe jej plocha a tvar v niektorom predchádzajúcom okamihu. Pri dopade vlnenia na prekážku nastáva odraz vlnenia, pre ktorý platí zákon odrazu: uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu. Ak vlnenie prechádza z prostredia, v ktorom sa šíri rýchlostou v1, do prostredia, v ktorom sa šíri rýchlostou v2, nastáva lom vlnenia – platí tu zákon lomu. Pomer v1/v2=n je index lomu. Na prekážkach vzniká ohyb vlnenia, za prekážkami s velkými rozmermi vzniká tien vlnenia.

Najdôležitejšie vlnenie ja zvuk. Je to mechanické vlnenie s f=16Hz-16kHz, ktoré vyvoláva u cloveka vlnový vnem. ultrazvuk – f>16kHz
 zvuk
 infrazvuk – f javy, ktoré vznikajú pri zmenách el. alebo mag. pola sú symetrické. Rýchlost elektromagnetického vlnenia vo vákuu je c=2,997 923.108 ms-1. Elektromagnetická vlna má elektrickú aj magnetickú zložku. Tieto zložky sú charakterizované vektormi intenzity el. pola E a magnetickej indukcie B, tieto vektory sú navzájom kolmé a v postupnej elMag. vlne majú rovnakú fázu. E = Emsin2(t/T-x/) = Emsin(t –(x/c))
B = Bmsin2(t/T-x/) = Bmsin(t –(x/c))
Elektromagnetické vlnenie je priecne vlnenie a predstavuje vlnenie elektromagnetického pola. Elektromagnetické vlnenie je do priestoru vyžarované elektromagnetickým dipólom. Na rozmerných kovových prekážkach vzniká odraz vlnenia a na malých prekážkach pozorujeme ohyb vlnenia. V homogénnom izotropnom prostredí sa elektromagnetické vlnenie šíri priamociaro. V iných prostrediach dochádza k jeho odrazu, lomu, ohybu alebo polarizácii.
Lom elektromagnetického vlnenia spôsobuje, že sa vlnenie v atmosfére nešíri celkom priamociaro. Casto sa stretávame aj s polarizáciou elektromagnetického vlnenia (E a B kmitajú v presne urcených smeroch). Vzniká už pri vysielaní a je daná polohou dipólu. Rýchlost šírenia elektromagnetického vlnenia v prostredí závisí od jeho elektrických a magnetických vlastností.
, kde r je permitivita a r je premeabilita prostredia
Polvlnový dipól vyžaruje elektromagnetické vlnenie s /2. uzavretý LC obvodplatne kondenzátora sú vzdialené;
vlnenie nevyžarujevlnenie sa vyžaruje

Prenos informácii sa uskutocnuje pomocou oznamovacej sústavy. K základným castiam oznamovacej sústavy patria elektroakustické menice (mic, reproduktor). Bezdrôtový prenos signálov pomocou rádiokomunikacnej oznamovacej sústavy umožnuje prijímac a vysielac. Najprv sa signál upravuje moduláciou (amplitúdovou, frekvencnou). V prijímaci dochádza k zosilneniu signálu a demodulácia. Prenos obrazu sa uskutocnuje televíznou sústavou, v ktorej sa obraz mení v snímacej elektróde na videosignál a v televíznom prijímaci sa mení opät na obraz. 22. Optické zobrazovanie

Súbor lúcov v istej casti priestoru sa nazýva zväzok lúcov. Zväzok lúcov, ktoré prechádzajú jedným bodom, sa nazýva homocentrický – uvedený bod je vrchol zväzku.

Objekt, ktorý je zdrojom svetla, resp. svetlo odráža, sa nazýva predmet. Z každého bodu predmetu vychádza rozbiehavý zväzok lúcov. Postup, ktorým sa rozbiehavý zväzok lúcov vychádzajúcich z bodu P premení na iný homocentrický zväzok lúcov s vrcholom P’, sa nazýva optické zobrazovanie. Sústava optických prostredí a ich rozhraní, ktorá uskutocnuje optické zobrazovanie, sa nazýva optická sústava. Ak optická sústava rozbiehavý zväzok lúcov vychádzajúcich z bodu P premení na zbiehavý (rozbiehavý) zväzok lúcov s vrcholom P’, bod P’ sa nazýva skutocný (neskutocný) obraz bodu P. Cast priestoru, do ktorej sa umiestnuje predmet, sa nazýva predmetový priestor. Cast priestoru, v ktorej optická sústava vytvára skutocný obraz predmetu, sa nazýva obrazový priestor. Zobrazovanie odrazom

Na zobrazovanie odrazom sa používajú hladké plochy, ktoré sa nazývajú zrkadlá. Podla tvaru sú zrkadlá rovinné, gulové, parabolické ai. Pri zobrazovaní zrkadlom je obrazový priestor totožný s predmetovým priestorom. Rovinné zrkadlo je cast hladkej rovinnej plochy. Rozbiehavý zväzok lúcov vychádzajúcich z bodu P ostáva po odraze rozbiehavý. Pri zobrazovaní rovinným zrkadlom vznikne neskutocný obraz rovnako velký ako predmet a súmerne združený s predmetom podla roviny zrkadla.

Gulové zrkadlo je cast hladkej gulovej plochy. Podla toho, na ktorej strane gulovej plochy nastáva odraz, rozlišujeme gulové zrkadlo duté a vypuklé. Stred S gulovej plochy, ktorej castou je zrkadlo, je stred zrkadla. Priamka, ktorá prechádza stredom zrkadla, je optická os zrkadla; jej priesecník so zrkadlom je vrchol zrkadla V. Vzdialenost r = |SV| je polomer krivosti zrkadla.
Zväzok lúcov rovnobežných s optickou osou sa po odraze od zrkadla stane homocentrický. Jeho vrchol F sa nazýva ohnisko gulového zrkadla.
Pre vzdialenost a bodu P od vrcholu zrkadla (predmetová vzdialenost) a vzdialenost a' bodu P' od vrcholu zrkadla (obrazová vzdialenost) platí
1/a+1/a‘ = 2/r
kde r je polomer krivosti zrkadla. Uvedená rovnica je zobrazovacia rovnica gulového zrkadla. Platí pre duté aj vypuklé zrkadlo, ak použijeme znamienkovú konvenciu:
 vzdialenosti a, a', r, f sú pred zrkadlom kladné, za zrkadlom záporné,
 dlžky úseciek kolmých na optickú os sú nad osou kladné, pod osou záporné.
Zo znamienkovej konvencie a zobrazovacej rovnice vyplýva:
 Ak a'> 0, obraz je skutocný, ak a' , tak a'= r/2=f.
 Ak je zrkadlo duté, tak f> 0, ak je zrkadlo vypuklé, tak f 0 (Z 0, > 0, pre rozptylky je f


Diskusia

Buď prvý, kto sa vyjadrí k tomuto príspevku (0)