Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Menu
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

5.1 Niezmienność praw fizyki

1.

Który postulat szczególnej teorii względności Einsteina wprowadza założenia, niepasujące do fizyki klasycznej? Wyjaśnij.

2.

Czy Ziemia jest układem inercjalnym? A Słońce? Uzasadnij swoją odpowiedź.

3.

Kiedy znajdujesz się na pokładzie lecącego samolotu, masz wrażenie, że Ziemia pod tobą się przemieszcza, a samolot pozostaje w spoczynku. Czy ten punkt widzenia jest słuszny? Krótko rozwiń swoją odpowiedź.

5.3 Dylatacja czasu

4.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. Czy ruch zegara wpływa na pomiar czasu przez obserwatora poruszającego się razem z zegarem?
  2. Czy ruch obserwatora względem zegara wpływa na pomiar czasu na tym zegarze?
5.

Przez kogo mierzony czas wydaje się dłuższy – obserwatora poruszającego się względem zdarzenia czy obserwatora poruszającego się razem ze zdarzeniem? Który z obserwatorów zmierzy czas własny zdarzenia?

6.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. W jaki sposób mógłbyś zobaczyć Ziemię starszą o wiele lat, sam starzejąc się dużo mniej?
  2. Czy ta metoda pozwala na podróżowanie w przeszłość?

5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności

7.

Według kogo ciało ma większą długość – obserwatora poruszającego się względem ciała czy obserwatora poruszającego się razem z ciałem? Który z obserwatorów zmierzy długość własną zdarzenia?

8.

Efekty relatywistyczne, takie jak dylatacja czasu czy skrócenie długości, występują w przypadku samochodów i samolotów. Czemu wydają nam się tak nieoczywiste?

9.

Załóż, że astronauta porusza się z prędkością bliską prędkości światła względem Ziemi.

  1. Czy astronauta zaobserwuje spowolnienie upływu czasu na zegarach pokładowych?
  2. Jaką zmianę zauważy w zegarach na Ziemi?
  3. Czy jego statek wydaje mu się skrócony?
  4. Co w przypadku odległości między dwoma gwiazdami położonymi wzdłuż toru jego ruchu?
  5. Czy naukowiec znajdujący się na Ziemi zgodzi się z astronautą co do prędkości względnej statku kosmicznego i Ziemi?

5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera

10.

Wyjaśnij pojęcia „przesunięcie ku czerwieni” i „przesunięcie ku fioletowi” w odniesieniu do relatywistycznego efektu Dopplera.

11.

Co dzieje się z relatywistycznym efektem Dopplera, gdy prędkość względna jest równa zero?

12.

Czy relatywistyczny efekt Dopplera jest zgodny z klasycznym efektem Dopplera w odniesieniu do długości fali λobsλobs \lambda_{\text{obs}}, większej w przypadku oddalania się źródła od obserwatora?

13.

Wszystkie galaktyki oddalone o ponad 5010650106 \num{50e6} lat świetlnych wykazują przesunięcie ku czerwieni światła przez nie emitowanego, proporcjonalne do ich odległości od Ziemi (im dalej, tym przesunięcie jest większe). Na co wskazuje takie przesunięcie? Pamiętaj, że jego jedynym źródłem jest ruch źródła światła względem obserwatora.

5.8 Pęd relatywistyczny

14.

W jaki sposób fizyka relatywistyczna wpływa na zasadę zachowania pędu?

15.

Czy możliwe jest zachowanie pędu relatywistycznego, gdy na układ działa siła zewnętrzna? Wyjaśnij.

5.9 Energia relatywistyczna

16.

Jak fizyka relatywistyczna zmienia klasyczne ujęcie zasady zachowania energii i masy?

17.

Co dzieje się z masą wody w dzbanku, gdy stygnie, jeśli założymy, że nie ma przepływu masy poza dzbanek? Czy zmiana ta jest mierzalna? Wyjaśnij.

18.

Rozważ następujący eksperyment myślowy. Wczesnym rankiem umieszczamy na wadze na tarasie nadmuchany balon. Balon pozostaje na wadze niezależnie od pogody, umożliwiając dokładny pomiar. Czy masa balonu ulegnie zmianie w trakcie dnia? Omów trudności związane z takim pomiarem.

19.

Masa paliwa w reaktorze jądrowym zmniejsza się znacząco wraz z uwalnianiem energii. Czy taki sam mechanizm obowiązuje w przypadku węgla i tlenu w konwencjonalnej elektrowni? Jeśli tak, to czy jesteśmy w stanie zmierzyć ten ubytek masy? Wyjaśnij.

20.

Wiemy, że cc c jest maksymalną prędkością ciała o niezerowej masie. Czy istnieje takie ograniczenie w przypadku pędu albo energii? Wyjaśnij.

21.

Wiedząc, że światło przemieszcza się z prędkością światła, zastanów się, czy może mieć ono masę. Wyjaśnij.

22.

Jeżeli wykorzystamy teleskop do skierowania wiązki laserowej na powierzchnię Księżyca, możemy przesuwać plamkę na Księżycu z prędkością większą niż prędkość światła. Czy ten paradoks przeczy założeniom fizyki relatywistycznej? (Wskazówka: Sygnał świetlny jest przesyłany z powierzchni Ziemi na Księżyc, a nie na powierzchni Księżyca).

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.