fizika, usmeni

26
FIZIKA Odgovori 1) Međunarodni sistem jedinica Ako za svaku fizičku veličinu izaberemo po jednu jedinicu dobijemo sistem jedinica. Prema odluci XIV konFerencije za mjere i utege, održane 1971.god. za osnovne jedinice i mjere Međunarodnog sistema jedinica izabrane su jedinice i veličine u tabeli 1: Mjera Jedinice Oznaka jed. dužina metar m masa kilogram kg termodinami čka temperatura kelvin K jačina svjetlosti kandela količina supstance mol mol jačina struje amper A vrijeme sekund s tabela 1. – tabela osnovnih jedinica Ostale fizičke mjere mjerimo mjernim jedinicama koje izvodimo iz relacija (formula) koje definišu te mjere, npr. brzina: 2) Putanja, put, brzina i ubrzanje Putanja Sve tačke tijela koje se kreću u prostoru opisuju liniju koju nazivamo putanjom ili trajektorijom . Prema obliku putanje, kretanje dijelimo na: - pravolinijsko - ako je njegova putanja prava linija - krivolinijsko – ako je njegova putanja kriva linija Put Strana 1 od 26

Upload: hadzic-emina

Post on 25-Dec-2015

85 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

*

TRANSCRIPT

FIZIKAOdgovori

1) Međunarodni sistem jedinica

Ako za svaku fizičku veličinu izaberemo po jednu jedinicu dobijemo sistem jedinica. Prema odluci XIV konFerencije za mjere i utege, održane 1971.god. za osnovne jedinice i mjere Međunarodnog sistema jedinica izabrane su jedinice i veličine u tabeli 1:

Mjera Jedinice Oznaka jed.dužina metar mmasa kilogram kg

termodinamička temperatura

kelvin K

jačina svjetlosti kandelakoličina

supstancemol mol

jačina struje amper Avrijeme sekund s

tabela 1. – tabela osnovnih jedinica

Ostale fizičke mjere mjerimo mjernim jedinicama koje izvodimo iz relacija (formula) koje definišu te mjere, npr. brzina:

2) Putanja, put, brzina i ubrzanje

Putanja

Sve tačke tijela koje se kreću u prostoru opisuju liniju koju nazivamo putanjom ili trajektorijom. Prema obliku putanje, kretanje dijelimo na:

- pravolinijsko - ako je njegova putanja prava linija- krivolinijsko – ako je njegova putanja kriva linija

Put

Dio putanje između dva položaja jedne iste materijalne tačke na početku i na kraju nekog posmatranog vremenskog intervala nazivamo put. Označavamo ga sa s, mjerimo ga sa metrom [m].

Brzina

Pošto postoji ravnomjerno i promjenjivo kretanje, postoji i brzina kod ravnomjernog i promjenjivog kretanja. Brzina kod ravnomjernog kretanja jednaka je količniku pređenog puta i vremena za koji je put pređen.

Brzina kod promjenjivog kretanja:

Srednja:

Trenutna brzina je srednja brzina u beskonačno malom vremenskom intervalu.

Strana1 od 20

FIZIKAOdgovori

Ubrzanje

Jednako promjenjivo kretanje je okarakterisano jednakom promjenom brzine u jednakim vremenskim intervalima vremena. To se naziva akceleracija ili ubrzanje. Ubrzanje promjenjivog kretanja mjeri se promjenom brzine u jedinici vremena.

3) Njutnovi zakoni mehanike

I zakon – Zakon inercije

Svako tijelo zadržava stanje relativnog mirovanja (v = 0) ili jednolikog pravolinijskog kretanja (v = const.) sve dotle dok ga neka sila (drugo tijelo) ne izdvede iz tog stanja.

II zakon – zavisnost između ubrzanja, mase i sile

Ubrzanje tijela proporcionalno je sili koja na njega djeluje, a obrnuto proporcionalno masi tijela.

tj.

III zakon

Sile kojim tijela djeluju jedno na drugo su istog inteziteta i pravca, a suprotnog smjera.

4) Impuls, impuls sile. Zakon održavanja sile

Fizička veličina jednaka proizvodu mase tijela m i njegove brzine v naziva se impuls tijela ili količina kretanja.

Impulsivne sile su sile velikog inteziteta, a kratkog djelovanja. Veličina I jednaku proizvodu sile F i vremena djelovanja te sile naziva se impuls sile.

Impuls sile se uvodi da bi se odredilo djelovnje sile na tijelo za određeni vremenski interval.Količina kretanja (impuls) izolovanog sistema ima konstantnu vrijednost. Izolovani sistem je

sistem na kojeg ne djeluju nikakve vanjske sile. Unutrašnje sile su sile uzajamnog djelovanja tijela u izolovanom sistemu.

5) Rad, snaga i energija. Zakon održanja mehaničke energije

Strana2 od 20

FIZIKAOdgovori

Rad

Ako sila koja vrši rad djeluje u pravcu puta onda je njen rad . Rad koji se izvrši pri dizanju tijela mase m na visinu h jednak je promjeni gravitacione potencijalne tijela .

Snaga

Snaga je izvršeni rad u jedinici vremena. Snaga tj. brzina vršenja rada, jednaka je količniku izvršenog rada A i vremena t za koji se taj rad izvrši.

Energija je sposobnost tijela da izvrši neki rad.Potencijalna energija tijela je brojno jednaka proizvodu inteziteta sile teže mg i visine tijela h

. Kinetička energija tijela je brojno jednaka polovini proizvoda mase tog tijela i kvadrata

njegove brzine odnosno .

Mehaničku energiju posjeduje tijelo koje se kreće, kada je podignuto iznad zemlje ili kad je elastično deformisano. Dijeli se na dva osnovna vida: kinetička i potencijalna. Energija tijela koje se kreće je kinetička. Energija koja zavisi od položaja tijela je potencijalna.

Zakon o održanju mehaničke energije

ukupna mehanička energija

U svakoj tački padanja nekog tijela ukupna mehanička energija će imati istu vrijednost

6) Moment inercije i moment sile

Moment inercije materijalne tačke mase m u odnosu na osu od koje je materijalna tačka udaljena za r je . Moment sile jednak je proizvodu sile i njegovog kraka.

Moment sile koji djeluje na tijelo jednak je brzini kojom se mijenja njegov moment impulsa, ili u matematičkom smislu, prvom izvodu momenta impulsa tijela po vremenu.

8) Kinetička energija i rad rotacionog tijela

Kintetička energija tijela sa momentom inercije I pri rotaciji ugaonom brzinom ω je

Rad momenta sile pri rotacionom kretanju, čiji je intezitet M, pri ugaonom pomjeraju dθ nad kojim se vrši rad je . Za slučaj da je M konstantno ( ).

9) Moment impulsa. Zakon održanja momenta impulsa

Strana3 od 20

FIZIKAOdgovori

Moment impulsa u odnosu na osu je veličina jednaka proizvodu količine kretanja materijalne čestice i rastojanja od osi rotacije.

Pošto je dobijamo - moment inercije

Zakon o održanju momenta impulsa

Posmatranjem više čestica može se zaključiti da je samo količina momenata kretanja tih čestica konstantna, ako na te čestice ne djeluje nikakva sila:

10) Harmonijske oscilacije

Oscilovano kretanje pri kojem se elongacija tokom vremena mijenja po zakonu naziva se harmonijsko kretanje. ωt je faza ocilovanja.

Tijelo na koje djeluje sila harmonijski osciluje.x – proizvoljno rastojanje od ravnotežnog položajak – koeficient elastičnosti opruge

11) Prigušene harmonijske oscilacije

U realnom svijetu rijetko su prisutne strogo slobodne oscilacije, jer se javljaju razni otpori kao što su otpor vazduha i sila trenja.

Kada djeluju ove sile "kočenja", kinetička i potencijalna energija se postepeno troše na rad protiv njihovog djelovanja. Kao posljedica tog "rasipanja" energije amplituda se postepeno smanjuje i oscilacije prigušuju. Ovakva kretanja se nazivaju prigušene oscilacije.

b – koeficient trenja

12) Prinudne oscilacije. Rezonancija

Slučaj kada na tijelo djeluje sila čiji se intezitet i smjer periodično mjenjaju:

fo – maximalna vrijednost vanjske sileω – kružna frekvencijat – vremenski intervalOscilacije koje nastaju djelovanjem vanjske periodične sile nazivaju se prinudne oscilacije.

Rezonancija

Nainteresantniji pojam kod prinudnih oscilacija je rezonancija. Kada je frekvencija prinudne sile ω približno jednaka sopstvenoj frekvenciji oscilatora ωo, amplituda ima naročito velike vrijednosti. U odsustvu sile trenja, sav rad sile ide na povećanje energije oscilatora, pa se ampliuta stalno povećava.

13) Pritisak. Hidrostatički pritisakStrana4 od 20

FIZIKAOdgovori

Pritisak F na horizontalno dno posude zavisi samo o hidrostatičkom pritisku p i o površini dna posude s.

Hidrostatički pritisak je pritisak tečnosti usljed sopstvene težine, a posljedica je djelovanja zemljine teže (gravitacije).

ρ – gustina tečnosti ili gasag – ubzanje slobodnog padah – visina stuba tečnostipo – atmosferski pritisak..

14) Atmosferski pritisak. Barometarska formula

Atmosferski pritisak je pritisak atmosfere usljed soptsvene težine:

Barometarska formula glasi:

Atmosferski pritisak eksponencijalno opada sa visinom.m – srednja masa molekula vazduhag – ubrzanje slobodnog pada na mjestu gdje se određuje pritisakT – temperatura vazduha

k – Bolcmanova konstanta

15) Potisak. Arhimedova zakon

Na svako tijelo uronjeno u tečnost djeluje sila koja nastoji da ga potisne iz tečnosti i naziva se sila potiska (suprotna je sili gravitacije). Ona je jednaka težini istisnute tečnosti.

V – zapremina istisnute tečnosti ili gasaρ – gustina tečnosti ili gasa u kojoj se tijelo nalazig – ubrzanje slobodnog pada na mjestu gdje se tijelo nalazi

16) Površinski napon. Kapilarne pojave

Na molekule površinskog sloja tečnosti djeluju sile usmjerene u unutrašnjost tako da se molekule pribiližavaju, a to izaziva smanjenje površinskog sloja tečnosti. Ovu pojavu nazivamo površinskim naponom tečnosti.

Koeficient δ naziva se koeficient površinskog napona:

Strana5 od 20

FIZIKAOdgovori

δ se mjeri radom koji se izvrše molekularne sile pri umanjenju slobodne površine tečnosti za jedinicu inteziteta sile površinskog napona

Sila površinskog površisnkog napona proporcionalna je dužini granične linije slobodne površine tečnosti.

F – intezitet sile površinskog napona koja djeluje na ll – jedinica dužine granične linije slobodne površine tečnosti

Kapilarne pojave

Ako u vodu stavimo više cjevčica malog radijusa – kapilara, uočićemo da će se voda podići iznad nivoa tečnosti u posudi i to više ako je radijus manji. Ako kapilare stavimo u tečnost koja ne kvasi zid suda, nivo tečnosti u kapilarima će biti ispod nivoa tečnosti u sudu.

Ove pojave se nazivaju kapilarne pojave. Razlika nivoa tečnosti u posudi i kapilarima nastaje zbog djelobvanja sila površinskog napona

Težina stuba tečnosti je:

r – poluprečnik kapilarah – visina stuba kapilaraρ – zapreminska masa.

Silu površinskog napona: izdjednačavamo sa G, pa dobijamo:

Tako da visina stuba h izgleda:

17) Strujanje fluida, jednačina kontinuiteta, Bernulijeva jednačina

Strujanje fluida

Između dva poprečna presjeka strujne cijevi na kojoj nema ni izvora ni ponora fluida, a tečnost protične kroz nju bez trenja, vladaju takvi uslovi da je:

S – površina poprečnog presjeka cijeviv – vrzina fluida na tom presjekuZapreminski protok idealnog fluioda je , a maseni protok je .(ρ – gustina fluida)

Jednačina kontinuiteta:

Bernulijeva jednačina

Raspodjela pritiska duž strujne cijevi određena je Bernulijevom jednačinom:Strana6 od 20

FIZIKAOdgovori

p – statički pritisakρgh – visinski pritisak

- brzinski pritisak

18) Viskoznost

U realnim uslovima postoji trenje između čestica, odnosno fluid je viskozan. Intezitet sile unutrašnjeg trenja u fluida, koji protiče bez turbulencije, prema njutnovom zakonu trenja je:

η – dinamička viskoznostS – površina slojeva fluida

- intezitet

19) Stvaranje i prostiranje talasa u elastičnoj sredini

Proces prostiranja periodičnog poremećaja kroz elastičnu sredinu naziva se mehanički talas. Talasi kod kojih čestice osciluju okomito u odnosu na pravac prostiranja nazivaju se transvezalni talasi. Talsi kod kojih čestice sredine osciluju u pravcu kretanja talasa nazivaju se longitudalni.

20) Jednačina ravnog i sfernog talasa

U slučaju kada se talas prostire kroz izotropnu homogenu sredinu, a izvor mu je u jednoj tački, talasni front, tj. talas, ima sferni oblik. Porastom udaljenosti od izvora, zakrivljenost talasnog fronta se smanjuje. Za dovoljnoj udaljenosti zakrivljenost talasnog fronta se može zanemariti i tada govorimo o ravnom talasu.

Sferni:

Ravni:

ω – kružna frekvencijar – poluprečnik sferec – brzina prostiranja talasax – pravac (npr. na x osi)ψ i ψo – elongacija i amplituda

21) Brzina prostiranja talasa u elastičnoj sredini

Deformacije proizvedene na nekom mjestu u elastičnoj sredini širi se konačnom brzinom. Brzina zavisi od sile koja teži da vrati deformisani dio u ravnotežno stanje, kao i od mase tog tijela. Ta zavisnost ima oblik:

F – sila zatezanjaμ – masa jedinice dužine

Brzina prostiranja talasa u bilo kojoj elastičnoj sredini određen je formulom:

Strana7 od 20

FIZIKAOdgovori

E – modul elastičnosti sredine (kod čvstih tijela to je Jangov modul elastičnosti)ρ – gustina sredine

Iz prije navedenih formula se vidi da brzina talasa zavisi samo od osobine sredine, ali ne i od frekvencije talasa.

22) Osobine talasa

Interferencija (slaganje talasa)

Ako na dva različita mjesta na površini vode izazovemo jednake kratkotrajne poremećaje, ako iz oba izvora počinju da se šire talasi kružnog fonta koji ne djeluju jedan na drugi, u oblastima vode, u kojima su prisutna oba poremećaja, javlja se karakteristilni talasni proces – interferencija (slaganje).

Refleksija (odbijanje) i refrakcija (prelamanje)

Ako neki talas naiđe na graničnu površinu između dvije sredine javljaju se dva karakteristična procesa: odbijanje i prelamanje. Odbijeni talas je onas talas koji se širi od ograničene površine u istoj sredini. Prelomni se širi u drugoj sredini. Oba talasa mijenjaju pravce kretanja u odnosu na pravce upadnog talasa.

Zakon odbijanja talasa: odbijeni ugao jednak je upadnom: odbijeni ugao jednak je upadnom :

Zakon prelamanja:

Sinus upadnog i prelomnog ugla odnose se kao brzine u odgovarajućim sredinama.

Index prelamanja c – brzina u vazduhuv – brzina u datoj sredini

23) Zvuk i ultrazvuk

Longitudinalni mehanički talas koji se prenosi kroz vazduh ili neku drugu sredinu i koji možemo registrovati čulom sluha naziva se zvučni talas ili zvuk. Njegova frekvencija iznosi između 16 Hz i 20.000 Hz.

Talas čija je frekvencija iznad 20.000 Hz je ultrazvuk.

24) Zakoni idealnog gasa. Mjerenje temperature

Zakoni

Idealan gas je gas kod kojeg nema interakcije među molekulama pV = RT.

Strana8 od 20

FIZIKAOdgovori

- Bojl – Mariatov zakon – proizvod pV = const, T je const.- Gej – Lisakov zakon – p = const

- Šarlov zakon

Mjerenje temperature

Fizička i hemijska pojava koje su posljedica promjene temperature mogu se iskoristiti za mjerenje temperature.Za mjerenje temperature obično se koriste fizičke veličine koje se jednoznačno mijenjaju s promjenom temperature.Mjerenjem te veličine moće se neposredno odrediti temperatura posmatranog termodinamičkog sistema.

25) Jednačina stanja idealnog gasa

p – specifični pritisak gasaV – zapremina gasam – masa gasaR – univerzalna gasna konstantaT – temperaturaKod stvarnih termodinamičkih procesa često se mijenjaju sve tri osnovne termičke veličine

stanja: pritisak, zapremina i temperatura. Jednačine koje povezuju ove tri veličine zovu se jednačine stanja idealnog gasa.

26) Toplota i specifična toplota

Toplotom nazivamo energiju koja se razmjenjuje kroz granicu dva termodinamička sistema različitih temperatura.

Veličina c koja karakteriše zavisnost promjene unutrašnje energije pri zagrijavanju ili hlađenju naziva se specifični toplotni kapacitet ili specifična toplota.

27) Prvi zakon termodinamike

Dodijeljena količina toplote nekom sistemu se dijelom troši na povećanje unutrašnje energije sistema i utrošeni rad.

Q – količina toplote dovedene tijeluΔU – promjena unutrašnje energije tijelaA – rad izvršen tijelom protiv vanjskih sila.

28) Jednačina molekularno – kinetičke teorije

Strana9 od 20

FIZIKAOdgovori

Zbog neprekidnog haotičnog kretanja dolazi do udara molekula gasa o zidove suda. Pritisak koji vrši jednoatomni gas na zidove suda zavisi od srednje kinetičke energije molekula i broja udara o zidove suda, odnosno od broja no molekula u jedinici zapremine.

29) Unutrašnja energija i specifična toplota idealnog gasa

Unutrašnja energija

Zbir kinetičke i potencijane energije međudjelovnja svih čestica tijela nazivamo njegovom unutrašnjom energijom.

Specifična toplota

Specifični toplotni kapacitet – Džul na kilogram kelvin ima neka supstanca ako jednom kilogramu te supstance dovedemo količine toplote od jednog džula koja povisi temperaturu na 1 kelvin.

30) Difuzija

To je pojava kretanja molekula jedne supstance među molekuje druge supstance, ali bez djelovanja vanjskih sila.

D – koeficient difuzijeS – površinaΔc – promjena koncentracijeΔx – dužina

Koeficient difuzije

- srednja aritmetička brzina molekula - srednja dužina slobodnog puta molekule

31) Adijabetski proces idealnog gasa

Ako se pri ekspanziji ili kompresiji ne vrši razmjene količine toplote sa okolinom onda takav proces nazivamo adijabetskim.

W – mehanički radU1 i U2 – unutrašnja energija gasa

Ove jednačine nam govori da se pri adijbetskim procesima mehanički rad vrši na račun promjene unutrašnje energije gasa.

32) Rad kod gasnih procesaStrana

10 od 20

FIZIKAOdgovori

Gasovi i pare vrše rad na isti način kao i idealni gasovi. Uzećemo kao primjer cilindar s klipom u kome se nalazi gas čiji je pritisak jednak vanjskom. Ako gasu dovedemo količinu toplote ΔQ, tada će se klip površine S pomjeriti za dužinu Δs.

Pomjeranjem klipa gas je izvršio rad

Pošto je sila (pritisak po površini):

pa je rad

33) Realni gas. Jednačine Van der Valse

Realni gasovi, za razliku od idealnih, su gasovi čije molekule imaju konačnu zapreminu, a između molekula djeluju međumolekularne sile.

Van der Vals

ps – pritsak realnog gasaa i b – konstante realnog gasar – cjelobrojne zapremine realnog gasaR – univerzalna gasna konstantaT – temperatura.

34) Eksperimentalna izoterma

Strana11 od 20

p

k

FIZIKAOdgovori

Van der Valsova jednačina predstana grafički pošto je defnačina III stepena za iste p i T može imati jednu ili tri vrijednosti Vo. Krive se dobijaju teorijski.

Realne krive su dobijene ekperimentalnim putem u cilindru s klipom. Smanjivanjem zapremine povećava se pritisak gasa. Od tačke M pritisak je konstantan do tačke N za period u kojem gas pređe u tečno stanje (kondezacija).

Strana12 od 20

VV2V1 V3

čvrsto

gasovito

T

T0

K

tečnoo

FIZIKAOdgovori

Kriva kodezacije – isparavanje konačne dužine i završava sa tačkom K, koja za datu materiju odgovara potpuno određenim vrijednsotima pritiska i temperature. Kada su vrijdenosti p:T veče nego u tački K nema faznog prelaza iz gasovitog u tečno stanje i obrnuto.

U kritičnoj tački tečna i gasovita faza kvalitativno se ne razlikuju, tečna faza prelazi u gasovitu bez dovođenja toplote i obrnuto gasovito u tečnu bez odovđenja toplote.

35) Trojna tačka i dijagram stanja

T-trojna tačka

A – kriva topljenja (prelazak iz čvrstog u tečno stanje)B – kriva isparavanja (prelazak iz tečnog u gasovitog)C – kriva sublimacije (prelazak iz čvrstog u gasovitog stanja)

Za razne vrijednosti pritiska dobiće se različite tačke topljenja i isparavanja, tj. kondezacije i isparavanja. Spajanjem ovih tačaka dobiće se krive ravnoteže (A, B, C). Pri odrenim uslovima ove će se krive presjeći u tački T. Ova tačka predstavlja takvo stanje u kome neka materija može biti u čvrstom, tečnom i gasovitom stanju, pa je zbog toga dobila naziv trojna tačka.

36) Kružni proces. Drugi zakon termodinamika

Pretvaranje količine toplote u rad vrši se obično procesima u kojima gas prolazi niz stanja i ponovo se vraća u početno stanje. Kod kružnog stanja procesa (Karnoov proces) gas izvrši četiri

promjene dok ponovo ne dođe u isto stanje.

T1 – izotermička ekspanzijaA1 – adijebetska ekpsanzijaT2 – izotermička kompresijaA2 – adijabetska kompresija

Strana13 od 20

čvrsto

tečnoo

gasovito

T

T

B

0

AK

C

FIZIKAOdgovori

II zakon termodinamike

Nemoguć je spontan proces u kojem bi kao rezultat uzajamnog prenosa toplote sa hladnijeg na toplije tijelo i obrnuto nastalo zagrijavanje toplijeg tijela. Nemoguć je prenos u kojem bi izvršni rad bio jednak količini toplote koju daje neko tijelo.

37) Entropija

Entropija je mjera neuređenosti sistema i termodinamička veličina koja određuje stanje termodinamičkog sistema.

ΔS – promjena entropijeΔQ – promjena toploteT – apsolutna temperatura

Može se prikazati i preko vjerovatnoće W. To je broj mikrostanja koji odgovara jednom makrostanju. To je definisao Bolcman.

k – Bolcmanova konstanta

38) Prenošenje toplote

Toplotni tok Φ (tj. prelaz toplote Q u vremenu t) kroz otvor direktono je proporcionalan temperaturnoj razlici i površini S, a obrnuto je proporcionalan debljini ravne stijenke (δ – debljina ploče).

λ – koeficient toplotne vodljivostiToplotna vodljivost se mijenja sa temperaturom, a kod plinova i pora još i sa pritiskom. Postoji

tri mehanizma prenosa toplote:- provođenjem - strujom- zračenjem.

39) Prinudne električne oscilacije i rezonancija

Kolo naizmjenične struje možemo spojiti sa oscilatorskim kolom u kojem se odvijaju prinudne oscilacije. Njihova frekvencija je jednaka frekvenciji priključenog (prinudnog) napona.

Uzajamno pretvaranje energije električnog i magnetnog polja čini suštinu električnih oscilacija.

Rezonancija

Strana14 od 20

FIZIKAOdgovori

Ako na put elektro – magnetnog talasa, paralelno sa emisionom antenom, postavimo prenosnik slobodni elektroni u provodniku će početi da osciluju. Amplituda prinudnih elektro – magnetnih oscilacija biće maksimalna, ako je frekvencija otpremne antene jednaka sopstvenoj frekvenciji prijemne antene. Ako je to zadovoljeno možemo reći da su antene u rezonanciji.

40) Elektromagnetni talasi

Elektro – magnetni talasi nastaju kao posljedice ubrzanog kretanja naelektrisanih čestica. Širenje promjenjivog električnog i magnetnog polja kroz prostor naziva se elektro – magnetni talas.

Njegova brzina je jednaka brzini svjetlosti. Elektro – magnetne talase možemo dobiti kad u otvorenom oscilatornom kolu izazovemo elektro – magletske oscilacije.

41) Elektro – magnetski spektar

Skup elektro – magnetskih talasa svih talasnih dužina (frekvencija) naziva se spektar elektro – magnetskih zračenja. Ovaj spektar je neprekidan i nije ograničen. Izvori elektro – magnetnog zračenja su različiti, ali je u osnovi svakog procesa emisije je kretanje naelektrisanih čestica.

42) Interferencija svjetlosti

Da bi došlo do interferencije potrebno je da oscilacije svjetlosti budu koherentne. To su oscilacije u istom pravcu sa konstantnom faznom razlikom.

Slaganje koherentnih svjetlosnih talasa pri čemu nema prostornog sumiranja amplitude naziva se interferencija.

Interferencija se dokazuje Jangovim ogledamlom:

Sunčeva svjetlost se propušta kroz rupicu S i dobija se tačkasti izvor svjetlosti. Zatim se svjetlost s tog izvora pušta kroz dva uska otvora S1 i S2. efekti interferencije se posmatraju po ekranu E. Zapaža se niz svjetlih i tamnih pruga.

Pošto je svjetlost valni proces, otvori S1 i S2 su izvori valova koji se prostiru prema ekranu u svim pravcima i stižu u svaku tačku ekrana. Njihovim slaganjem nastaju interferentne pruge.

43) Difrakcija svjetlosti

Proces promjene pravca prostiranja svjetlosnih talasa pri prolasku kroz male otvore ili pri nailasku na male prepreke naziva se difrakcija.

Strana15 od 20

λ >> d2

3

FIZIKAOdgovori

Ako paralelni snop svjetlosti prolazi kroz difrakcionu rešetku (snop normalan na rešetku) maksimalno pojačanje svjetlosti nastaje u pravcima koji su određeni uglovima koji zadovoljavaju uslov.

k – red svjetlosti na interferogramuλ – talasna dužina svjetlosti

d – konstanta rešetke ( , No – broj zareza na rešetki po jediničnoj dužini)

44) Polarizacija svjetolosti

Prirodna svjetlost može se polarizovati pomoću polarizatora. To su kristalne supstance koje propuštaju oscilacije u nekoj određenoj ravni. Ona se naziva ravan polarizacije. Sve ostale oscilacije bivaju amortizovane kristalnom rešetkom.

46) Spektar serije atoma vodonika

Balmerova forula

Dugo vremena se napredak u spektografiji ogledao samo u povećanju broja izmjerenih valnih dužina raznih hemijskih elemenata. Preloman događaj je bilo Balmerovo otkriće da se 4 valentne dužine u optičkom spektru vodika mogu prestaviti jednom formulom.

m – poprima vrijednosti 3, 4, 5 i 6

Strana16 od 20

λ ≈ d

λ << d

1

-1

-2

-3

FIZIKAOdgovori

Ridberg je generalizirao Belerovu formulu napisavši je u obliku

R – Ridburgova konstantan – može imati vrijednosti 1, 2, 3m – uzima vrijednost iz niza (n+1, n+2, ...)

Usprkos svojoj jednostavnosti pravilno opisuje svjetlost koju emituju atomi vodika, što dokazuje slaganje između mjerenja i proračuna po formuli

47) Borov model atoma

Osnovu Borove teorije vodikovog atoma čine tri postulata:

- u atomu postoji stacionarna stanja elektrona u kojima elektron ne emitira elektro – magnetno zračenje iako se kreće ubrzano

- do emitovanja zračenja dolazi prilikom prelaska iz stacioniranog stanja više u stacionirano stanje niže energije. Zračenje se emitira u vidu fotona čija je frekvencija:

Wm – energija višeg stacionarnog stanjaWn – energija nižeg stacionarnog stanjah – plankova konstanta

- stacionarna stanja su određena uslovom da je moment impulsa elektrona u n – tom stacinarnom stanju

me – masa elektrona vn i rn – brzina i radijus kružne putanje u n – tom stacionarnom stanju

45) Tomsonov i Radefordov model atoma

Tomsonov (statički) modeli atoma

Atom je zamišljen kao pozitivno naelektrisana kugla radijusa 10-10 m unutar kojeg su smješteni negativni elektroni. Pozitivno naelektrisanje jednako je sumi negativnih naelektrisanja elektrona, pa je atom neutralan.

Elektroni su sa centrom povezani elastičnim silama i njihovo oscilovnaje ima za posljedicu emitovanje svjetlosti. Pošto frekvencija svjetlosti treba biti jednaka frekvenciji oscilovanja, a pretpostavljalo se da elektron može oscilovati samo jednom frekvencijom, slijedio je zaključak da broj spektralnih linija odgovara broju elektrona.

To znači da i najjednostaviji atomi morali imati mnogo elektrona i veliku masu što je u suprotnosti sa eksperimentalnim činjenicama, pa se ova teorija nije održala.

Radefordov (nukleidni) model

Strana17 od 20

FIZIKAOdgovori

Analize i proračuni koje je pravio Radeford pokazali su da pozitivni naboj nemože biti raspoređen po čitavoj zapremini atoma, već je smješton u sferi radijusa 10-14 – 10-15 m. Ta sfera se naziva jezgro ili nukleus.

Elektroni su smješteni u praznom dijelu atoma i ne utiču na raspršenje α – čestica. Da elektroni ne bi zbog privlačnih kulonovih sila pali na jezgro moraju se kretati. Zbog toga se zove dinamički model atoma.

Proračuni su pokazivali da bi takvi atomi morali biti vrlo nestabilni, ali eksperimenti su pokazali suprotno: atom je stabilan.

48) Hipoteza de Brolja

De Brolj je pošao od činjenice da je priroda jednistvena i da povezanost talasnih i čestičnih svojstava ne može biti ograničena samo na svjetlost. Proširujući jedinstvo talasnih i šestičnih svojstava i na elektrone, De Brolj je zagonetno ponašanje elektrona u atomu shvatio kao ispoljavanje talasnih svojstava elektrona.

Valnu dužinu elektronskih talasnih De Brolj je odredio po analogiji sa fotonima. Impuls fotona

je , pa je valna dužina . (h – Plankova konstanta, p – impuls fotona).

De Brolj je pretpostavio da ova veza između valne dužine i impulsa vrijedi i za mikročestice.

49) Raspored elektrona u atomu i periodni sistem elemenata

Energertski nivoi:K L M N O P Q1 2 3 4 5 6 7

Broj elektrona:

itd.

Mendeljev: povećanje relativnih atomskih masa. Relativna atomska masa je omjer masa atoma i jedinice atomske mase

Danas: položaj elemenata određen je brojem protona u jezgru, tj. atomskim brojem.

50) Osnovne karakteristike atomske jezgre i priroda nuklearnih sila

Identitet atoma je određen brojem protona u njegovom jezgru. Većinu atoma je moguće jednostavno jonizirati, tj. promjeniti broj elektrona u omotaču. Međutim, mjenjanje broja protona u jezgri nije jednostavan poduhvat.

Stabilnost jezgra većine atoma znak je da u jezgru postoje nuklearne sile. Glavna svojstva nuklearnih sila:

- nuklearno međudjelovanje je kratkodosežno- nuklearne sile ne ovise o električnom naboju nukleona- nuklearne sile ovise o relativnoj orjentaciji spinova međudjelujućih nukleona- nuklearna sila ima svojstvo zašićenja, tj. nukleon u jezgru ne djeluje sa svim nukleonima nego

samo sa određenim brojem.

51) Defekt mase i energija veze jezgra

Strana18 od 20

FIZIKAOdgovori

Razlike masa jezgre i zbira masa slobodnih nukleona koji ulaze u njegov sastav naziva se defekt mase. Određuje se sa formulom:

MN – masa jezgreZ – broj protnaA – Broj nukleonaMp – masa protonaMn – masa neutrona

Energija veze je jednaka radu koji je potreban izvršiti da se nukleoni razmaknu na rasrtojanje na kojem među njima nema nuklearnih sila.

52) Prirodna radioaktivnost, zakon radio – aktivnog raspada

Radioaktivnost je spontani prelaz nestabilnog jezgra u drugo jezgra elementa uz emisiju alfa ili beta zrake ili prelaz jezgre iz nestabilnog u stabilno energetsko stanje uz emisiju gama zrake.

Zakon radioaktivnog raspada prikazuje se odnosom broja neraspadnutih jezgara izvjesne količine radioaktivne supstance i vremena:

No – broj atoma na početku računanja vremenaλ – konstanta proporcionalnostiN – broj neraspadnutih atoma poslije vremena t.

53) Vještačka radioaktivnost

Najčešći oblik nuklearne reakcije je međudjelovanje lake čestice a i jezgra x, pri čemu kao rezultat međudjelovanja, nastaje druga laka čestica b i jezgo y.

U ulozi a i b čestice pojavljuju se alfa čestice, deuterijum, proton, neutron i gama foton. Veoma često se dešava da je jezgro y radioaktivno. To se naziva vještačka radioaktivnost.

Neutroni su zbog svoje elektroneutralnosti pogodni projektili za ostvarivanje nuklearnih reakcij i lako prodiru u unutrašnjost jezgre. Npr.

Novonastalo jezgro je radioaktivno.54) Detekcija radioaktivnog zračenja

Detektori:- Fotoploče – najednostavniji i najčešće upotrebljavan uređaj za detekciju elementarnih čestica

nastalih u sudaru kosmičkih zraka sa jezgrom atoma atmosfere. Fotoploče je prekrivena milimetarskim slojem fotoemluzije koja zaustavlja čestice, jer one troše energiju na jonizaciju i hemijsko cijepljenje molekule bromida srebra. Nakon razvijanja, na ploči su vidljivi tragovi čestica. Na osnovu debljine i dužine traga može se zaključiti koja je čestica prošla kroz emluziju.

- Maglena komora – je napunjena zasićenom parom, koja se naglim pomjeranjem klipa širi i snizi temperaturu ispod tačke kondezacije. Međutim, do koncentracije ne dolazi i nema centara kondenzacije. Ako kroz komoru prođe neka čestica, njen trag postaje vidljiv, jer ona prolaskom kroz komoru jonizira atome koji postaju centri kondenzacije. Za to vrijeme komora se obasja svjetlošću i uključi fotoaparat i snime tragove alfa čestica i elektrona.

- Mjehurasta komora – Radna tečnost se zagrije na temperaturu višu od temperature ključanja, ali zbog visokog pritiska ne dolazi do ključanja. Naglim sniženjem pritiska tečnost se nađe

Strana19 od 20

FIZIKAOdgovori

nestabilnom stanju sa temperaturom znatno višom od tačke ključanja. Naelektrisane čestice se kroz međudjelovanja sa atomima tečnosti uspore i ta se energija pretvara u toplotnu energiju tečnosti, što dovodi do ključanja tečnosti u uskom područiju oko čestice. Ako se ovi mjehurići obasjaju svjetlosnim bljeskom mogu biti fotografisani.

Strana20 od 20