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

Podsumowanie

  • Zwierciadło płaskie zawsze tworzy obraz pozorny (położony za zwierciadłem).
  • Obraz i przedmiot znajdują się w takiej samej odległości od zwierciadła płaskiego, wymiary obrazu i przedmiotu są takie same i obraz jest tak samo zorientowany jak przedmiot.
  • Zwierciadła sferyczne mogą być wklęsłe (skupiające) lub wypukłe (rozpraszające).
  • Ogniskowa zwierciadła sferycznego to połowa jego promienia krzywizny: f = R 2 f= R 2 .
  • Równanie zwierciadła i konstrukcja biegu promieni pozwala na podanie dokładnego opisu obrazu tworzonego przez zwierciadło sferyczne.
  • Aberracja sferyczna występuje dla zwierciadeł sferycznych, a aberracja komatyczna dla zwierciadeł sferycznych i parabolicznych.

W tym podrozdziale wyjaśniono, jak pojedyncza powierzchnia załamująca tworzy obrazy:

  • Kiedy patrzymy na przedmiot przez płaską powierzchnię graniczną pomiędzy dwoma ośrodkami o różnych współczynnikach załamania, to wydaje się, że przedmiot znajduje się w pozornej odległości h o h o , która różni się od rzeczywistej odległości h p h p w taki sposób, że: h o = n 2 n 1 h p h o = n 2 n 1 h p .
  • Obraz tworzony jest przez załamanie światła na powierzchni granicznej pomiędzy dwoma ośrodkami o współczynnikach załamania światła n 1 n 1 i n 2 n 2 .
  • Odległość obrazu zależy od: promienia krzywizny powierzchni, położenia przedmiotu oraz współczynników załamania światła obu ośrodków.
  • Istnieją dwa rodzaje soczewek: skupiające i rozpraszające. Soczewka, która kieruje promienie światła w kierunku do (od) osi optycznej, nazywa się soczewką skupiającą (rozpraszającą).
  • Dla soczewki skupiającej ognisko znajduje się w punkcie przecięcia skupionych promieni; dla soczewki rozpraszającej ognisko znajduje się w punkcie, z którego rozproszone promienie światła zdają się wychodzić.
  • Odległość od środka cienkiej soczewki do jej ogniska nazywa się ogniskową f f.
  • Konstrukcja biegu promieni jest techniką geometryczną pozwalającą określić drogę promieni światła przechodzącego przez cienkie soczewki.
  • Obraz rzeczywisty może być wyświetlony na ekranie.
  • Obraz pozorny nie może być wyświetlony na ekranie.
  • Soczewka skupiająca tworzy obrazy zarówno rzeczywiste, jak i pozorne, w zależności od położenia przedmiotu; soczewka rozpraszająca tworzy tylko obrazy pozorne.
  • Tworzenie obrazu przez oko można opisać równaniem cienkiej soczewki.
  • Oko tworzy obraz rzeczywisty na siatkówce, dostosowując swoją ogniskową w procesie nazywanym akomodacją.
  • Krótkowzroczność powoduje niezdolność do wyraźnego widzenia odległych przedmiotów i jest korygowana za pomocą soczewki rozpraszającej, która zmniejsza zdolność skupiającą oka.
  • Nadwzroczność powoduje niezdolność do wyraźnego widzenia bliskich przedmiotów i jest korygowana za pomocą soczewki skupiającej, która zwiększa zdolność skupiającą oka.
  • W krótkowzroczności i nadwzroczności soczewki korygujące tworzą obrazy przedmiotów mieszczące się w przedziale odległości pomiędzy punktami bliży i dali dla danej osoby, dzięki czemu przedmioty widziane są wyraźnie.
  • W aparatach fotograficznych i kamerach do tworzenia obrazów stosuje się układy soczewek.
  • Fotografia cyfrowa opiera się matrycach CCD, które zamieniają sygnały optyczne na sygnały elektryczne.
  • Szkło powiększające (lupa) jest soczewką skupiającą i tworzy pozorny, powiększony obraz przedmiotu znajdującego się w odległości mniejszej niż ogniskowa soczewki.
  • Powiększenie kątowe opisuje powiększenie obrazu tworzonego przez szkło powiększające. Jest ono równe stosunkowi rozciągłości kątowej obrazu do rozciągłości kątowej przedmiotu obserwowanego przez nieuzbrojone oko.
  • Powiększenie kątowe jest większe dla szkieł powiększających o krótszych ogniskowych.
  • Szkło powiększające (lupa) daje maksymalnie 10-krotne powiększenie przedmiotu.
  • Wiele urządzeń optycznych zawiera więcej elementów optycznych niż pojedyncza soczewka lub zwierciadło. Zasadę ich działania rozważa się poprzez analizę działania każdego elementu osobno. Obraz tworzony przez jeden element jest przedmiotem dla drugiego i tak dalej. Do każdego elementu stosuje się konstrukcję biegu promieni i równanie cienkiej soczewki, opisane w poprzednich rozdziałach.
  • Łączne powiększenie zapewniane przez układ wieloelementowy jest iloczynem powiększenia liniowego jego poszczególnych elementów oraz powiększenia kątowego okularu. Dla dwuelementowego układu z obiektywem i okularem powiększenie wynosi
    p k = p ob p k ok , p k = p ob p k ok ,
    gdzie p ob p ob jest powiększeniem liniowym obiektywu, a p k ok p k ok powiększeniem kątowym okularu.
  • Mikroskop jest układem wieloelementowym (czyli zawierającym więcej elementów optycznych niż pojedyncza soczewka czy zwierciadło), który pozwala obserwować przedmioty zbyt małe, aby widzieć ich szczegóły gołym okiem. Zarówno okular, jak i obiektyw mają swój udział w powiększeniu przedmiotu. Powiększenie mikroskopu optycznego z obrazem w nieskończoności można obliczyć, korzystając z równania
    p cał = 16 cm 25 cm f ob f ok . p cał = 16 cm 25 cm f ob f ok .
    16 cm 16cm to standardowa odległość pomiędzy ogniskiem obiektywu (od strony obrazu) i ogniskiem okularu (od strony przedmiotu), 25 cm 25cm jest punktem bliży oka obserwatora, a f ob f ob i f ok f ok są ogniskowymi obiektywu i okularu.
  • Prosty teleskop można wykonać z dwóch soczewek. Teleskop służy do oglądania obiektów zbyt odległych, aby ich szczegóły były widoczne gołym okiem.
  • Powiększenie kątowe p k p k teleskopu można obliczyć z zależności
    p k = f ob f ok , p k = f ob f ok ,
    gdzie f ob f ob i f ok f ok to ogniskowe obiektywu i okularu.
Cytowanie i udostępnianie

Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania sztucznej inteligencji ani do przetwarzania przez systemy sztucznej inteligencji bez zgody OpenStax lub OpenStax Poland.

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.