Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Spis treści
  1. Przedmowa
  2. Optyka
    1. 1 Natura światła
      1. Wstęp
      2. 1.1 Rozchodzenie się światła
      3. 1.2 Prawo odbicia
      4. 1.3 Załamanie
      5. 1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie
      6. 1.5 Rozszczepienie
      7. 1.6 Zasada Huygensa
      8. 1.7 Polaryzacja
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    2. 2 Optyka geometryczna i tworzenie obrazu
      1. Wstęp
      2. 2.1 Obrazy tworzone przez zwierciadła płaskie
      3. 2.2 Zwierciadła sferyczne
      4. 2.3 Obrazy tworzone przez załamanie promieni światła
      5. 2.4 Cienkie soczewki
      6. 2.5 Oko
      7. 2.6 Aparat fotograficzny
      8. 2.7 Proste przyrządy powiększające
      9. 2.8 Mikroskopy i teleskopy
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 3 Interferencja
      1. Wstęp
      2. 3.1 Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami
      3. 3.2 Matematyczny opis interferencji
      4. 3.3 Interferencja na wielu szczelinach
      5. 3.4 Interferencja w cienkich warstwach
      6. 3.5 Interferometr Michelsona
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 4 Dyfrakcja
      1. Wstęp
      2. 4.1 Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie
      3. 4.2 Natężenie światła w dyfrakcji na pojedynczej szczelinie
      4. 4.3 Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
      5. 4.4 Siatki dyfrakcyjne
      6. 4.5 Otwory kołowe i rozdzielczość
      7. 4.6 Dyfrakcja rentgenowska
      8. 4.7 Holografia
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  3. Fizyka współczesna
    1. 5 Teoria względności
      1. Wstęp
      2. 5.1 Niezmienność praw fizyki
      3. 5.2 Względność jednoczesności zdarzeń
      4. 5.3 Dylatacja czasu
      5. 5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności
      6. 5.5 Transformacja Lorentza
      7. 5.6 Względność prędkości w szczególnej teorii względności
      8. 5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera
      9. 5.8 Pęd relatywistyczny
      10. 5.9 Energia relatywistyczna
      11. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    2. 6 Fotony i fale materii
      1. Wstęp
      2. 6.1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego
      3. 6.2 Efekt fotoelektryczny
      4. 6.3 Efekt Comptona
      5. 6.4 Model atomu wodoru Bohra
      6. 6.5 Fale de Broglie’a
      7. 6.6 Dualizm korpuskularno-falowy
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 7 Mechanika kwantowa
      1. Wstęp
      2. 7.1 Funkcje falowe
      3. 7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga
      4. 7.3 Równanie Schrӧdingera
      5. 7.4 Cząstka kwantowa w pudełku
      6. 7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny
      7. 7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 8 Budowa atomu
      1. Wstęp
      2. 8.1 Atom wodoru
      3. 8.2 Orbitalny magnetyczny moment dipolowy elektronu
      4. 8.3 Spin elektronu
      5. 8.4 Zakaz Pauliego i układ okresowy pierwiastków
      6. 8.5 Widma atomowe i promieniowanie rentgenowskie
      7. 8.6 Lasery
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    5. 9 Fizyka materii skondensowanej
      1. Wstęp
      2. 9.1 Rodzaje wiązań cząsteczkowych
      3. 9.2 Widma cząsteczkowe
      4. 9.3 Wiązania w ciałach stałych
      5. 9.4 Model elektronów swobodnych w metalach
      6. 9.5 Teoria pasmowa ciał stałych
      7. 9.6 Półprzewodniki i domieszkowanie
      8. 9.7 Przyrządy półprzewodnikowe
      9. 9.8 Nadprzewodnictwo
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    6. 10 Fizyka jądrowa
      1. Wstęp
      2. 10.1 Własności jądra atomowego
      3. 10.2 Energia wiązania jądra
      4. 10.3 Rozpad promieniotwórczy
      5. 10.4 Procesy rozpadu
      6. 10.5 Rozszczepienie jądra atomowego
      7. 10.6 Fuzja jądrowa
      8. 10.7 Skutki biologiczne i zastosowania medyczne promieniowania jądrowego
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    7. 11 Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia
      1. Wstęp
      2. 11.1 Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
      3. 11.2 Zasady zachowania w fizyce cząstek elementarnych
      4. 11.3 Kwarki
      5. 11.4 Akceleratory i detektory cząstek
      6. 11.5 Model standardowy
      7. 11.6 Wielki Wybuch
      8. 11.7 Ewolucja wczesnego Wszechświata
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  4. A Jednostki
  5. B Przeliczanie jednostek
  6. C Najważniejsze stałe fizyczne
  7. D Dane astronomiczne
  8. E Wzory matematyczne
  9. F Układ okresowy pierwiastków
  10. G Alfabet grecki
  11. Rozwiązania zadań
    1. Rozdział 1
    2. Rozdział 2
    3. Rozdział 3
    4. Rozdział 4
    5. Rozdział 5
    6. Rozdział 6
    7. Rozdział 7
    8. Rozdział 8
    9. Rozdział 9
    10. Rozdział 10
    11. Rozdział 11
  12. Skorowidz nazwisk
  13. Skorowidz rzeczowy
  14. Skorowidz terminów obcojęzycznych

Pytania

1.1 Rozchodzenie się światła

1.

Jakie warunki muszą być spełnione, żeby światło mogło być traktowane jak promień świetlny? A jakie dla fali?

2.

Dlaczego współczynnik załamania jest zawsze większy lub równy jedności?

3.

Czy fakt, że światło błyskawicy dociera do nas przed grzmotem, jest dowodem na to, że prędkość światła jest o wiele większa od prędkości dźwięku? Omów, jak można wykorzystać ten efekt do wyznaczenia prędkości światła.

4.

Zastanów się, jaki proces fizyczny może być odpowiedzialny za fakt, że światło porusza się wolniej w ośrodku materialnym niż w próżni.

1.2 Prawo odbicia

5.

Odwołując się do prawa odbicia, wyjaśnij, dlaczego puder sprawia, że nos jest matowy. Jaka jest nazwa tego efektu optycznego?

1.3 Załamanie

6.

W tym rozdziale zostało opisane rozproszenie światła spowodowane odbiciem od chropowatej powierzchni. Światło może być także rozpraszane w wyniku załamania. Opisz to zjawisko na przykładzie światła padającego na pokruszony lód.

7.

Jak zmieni się kierunek światła (do normalnej czy od normalnej), gdy przechodzi z powietrza do wody? Z wody do szkła? Ze szkła do powietrza?

8.

Wyjaśnij, dlaczego każdy obiekt znajdujący się pod wodą zawsze wydaje się znajdować bliżej powierzchni wody niż jest w rzeczywistości?

9.

Wyjaśnij, dlaczego nogi człowieka brodzącego w basenie wydają się bardzo krótkie? Uzasadnij swoją odpowiedź, rysując bieg promieni światła od stóp człowieka do oka obserwatora znajdującego się na brzegu basenu.

10.

Wyjaśnij, dlaczego wiosło częściowo zanurzone w wodzie sprawia wrażenie wygiętego.

1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie

11.

Pierścień z bezbarwnym kamieniem szlachetnym wpadł do wody. Po zanurzeniu w wodzie kamień staje się niewidoczny. Czy to może być diament? Wyjaśnij.

12.

Najpowszechniejszym rodzajem mirażu jest wrażenie, że światło pochodzące od dalekiego obiektu odbija się od kałuży wody, której w rzeczywistości nie ma. Miraże są często obserwowane na pustyni lub na rozgrzanym asfalcie, kiedy warstwa gorącego powietrza znajduje się blisko powierzchni podłoża. Wyjaśnij, jak powstają miraże, biorąc pod uwagę, że współczynnik załamania jest niższy dla powietrza o wyższej temperaturze.

13.

Jak można oszacować współczynnik załamania ośrodka, wykorzystując zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia?

1.5 Rozszczepienie

14.

Czy to prawda, że za powstanie tęczy jest odpowiedzialne całkowite wewnętrzne odbicie? Wyjaśnij to, używając takich wielkości jak współczynniki załamania i kąty, najlepiej odnosząc się do ilustracji poniżej. Niektórzy z nas widzieli podwójną tęczę; czy jest fizycznie możliwe zaobserwowanie potrójnej tęczy?

Fotografia podwójnej tęczy.
15.

Wysokiej jakości diament jest całkowicie przezroczysty i bezbarwny, przepuszcza wszystkie widzialne długości fal z niewielką absorpcją. Wyjaśnij, dlaczego diament rozbłyskuje różnymi kolorami, gdy jest oświetlany białym światłem.

1.6 Zasada Huygensa

16.

Jak efekty falowe zależą od rozmiaru obiektu, z którym oddziałuje fala? Na przykład dlaczego dźwięk ugina się na narożniku budynku, a światło nie?

17.

Czy zasada Huygensa ma zastosowanie dla wszystkich rodzajów fal?

18.

Jeśli w danym przypadku obserwowana jest dyfrakcja, to czy dowodzi to, że mamy do czynienia z falą? Czy odwrotne twierdzenie jest prawdziwe? Czyli: jeśli nie obserwujemy dyfrakcji, to nie mamy do czynienia z falą?

1.7 Polaryzacja

19.

Czy fala dźwiękowa rozprzestrzeniająca się w powietrzu może być spolaryzowana? Wyjaśnij.

20.

Przez dwa skrzyżowane polaryzatory światło nie zostanie przepuszczone. Jeśli jednak umieścimy pomiędzy nimi trzeci polaryzator, pewna ilość światła może przejść przez taki układ. Dlaczego tak jest? W jakich warunkach większość światła przejdzie przez układ?

21.

Wyjaśnij, co dzieje się z energią przenoszoną przez światło, jeśli przechodząc przez układ dwóch skrzyżowanych polaryzatorów jest wygaszane.

22.

Jeśli cząsteczki rozpraszające światło są o wiele mniejsze od długości fali, ilość rozproszonego światła jest proporcjonalna do 1 λ 1λ. Czy to oznacza, że bardziej rozpraszane jest światło o krótszej długości fali niż dłuższej? Jaki ma to związek z niebieską barwą nieba?

23.

Korzystając z informacji podanych w poprzednim pytaniu, wyjaśnij, dlaczego zachodzące Słońce jest czerwone.

24.

Gdy światło odbija się od gładkiej powierzchni pod kątem Brewstera, jest całkowicie spolaryzowane w kierunku równoległym do powierzchni odbijającej. Część światła zostanie załamana do wnętrza ośrodka. Opisz, jak należałoby przeprowadzić doświadczenie w celu określenia polaryzacji światła załamanego. Jakiego kierunku polaryzacji można się spodziewać i czy światło będzie całkowicie spolaryzowane?

25.

Jeżeli leżysz na plaży i patrzysz na wodę z głową pochyloną na bok, zauważysz, że Twoje polaryzacyjne okulary przeciwsłoneczne nie działają dobrze. Dlaczego?

Cytowanie i udostępnianie

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

© 21 wrz 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.