(33.) *POLE I POTENCJAL ELEKTRYCZNY* Pole elektryczne pośredniczy w oddziaływaniach między ładunkami. Jeśli ładunek q znajduje się w polu elektrycznym o natężeniu E , działa na niego siła elektrostatyczna F = qE . Siła ta jest zachowawcza. Oznacza to, że praca przesunięcia ładunku przez siłę elektrostatyczną zależy wyłącznie od położenia początkowego i końcowego ładunku, a nie od drogi, po której nastąpiło przesunięcie Potencjał elektryczny V to wielkość skalarna, która jest równa stosunkowi pracy, jaką pole elektryczne musi wykonać, by przenieść ładunek z danego punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku V = W/q Jednostką potencjału jest wolt (V) [1V ] = [1 J/C ] = [1 kg⋅ m^2/A⋅ s^3] Alternatywnie, potencjał pola elektrycznego w danym punkcie możemy zdefiniować jako stosunek energii potencjalnej ładunku do jego wartości. V = Ep/q Potencjał pola zależy od tego, w jaki sposób jest rozłożony w przestrzeni ładunek, który wytwarza to pole. Na przykład potencjał pola elektrycznego wokół ładunku punktowego opisuje równanie V (r) = Q/4πε0 * 1/r *CIEPŁO* Prawo Joule’a, zwane również prawem Joule’a-Lenza, pozwala wyznaczyć ilość ciepła, które wydziela się podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu. Zależność tę można wyrazić wzorem: Q=RI^2t Q - ilość wydzielonego ciepła I - natężenie prądu elektrycznego R - opór elektryczny przewodnika t- czas przepływu prądu Prawo Joule’a można wyprowadzić z definicji mocy prądu elektrycznego i prawa Ohma. Korzystając ze wzoru, który wynika z prawa Ohma można zapisać związek między napięciem a natężeniem prądu U = IR Z definicji mocy prądu elektrycznego P = UI po wstawieniu napięcia z prawa Ohma P = RI * I P = RI^2 Ilość wydzielonego ciepła jest równa pracy wykonanej przez prąd elektryczny w czasie t Q = W = Pt = RI^2t Q = RI^2t *PRACA* Jeżeli ruch ciała jest prostoliniowy a wektor siły jest stały, pracę tej siły określa wzór W = F*s = Fs cos α F - siła S- przemieszczenie Kat miedzy wektorem sily i przesuniecia - α Jednostką miary pracy w układzie jednostek miar SI jest dżul (J) określany jako niuton·metr: 1J = 1N * 1m *MOC* Moc (P) informuje o pracy (W) wykonywanej przez urządzenie w jednostce czasu (t): P = W/t napięcie (U) między końcami danego odbiornika energii elektrycznej definiowane jest w następujący sposób: U = W/q gdzie: W – praca wykonywana przez źródło napięcia w celu przeniesienia ładunku elektrycznego (q) wzdłuż przewodnika. Wartość ładunku obliczamy za pomocą wzoru Q=I*t A zatem: W=P·t ; W=U·q, a q=I·t. Po przekształceniu wzorów otrzymamy: W = P*t = q * U = U * I * t Z tego zaś wynika (dzieląc obie strony równania przez t), że P=U*I ilość energii przekazywanej ze źródła do opornika; wyznaczamy ją ze wzoru: P=I·U gdzie: I – natężenie; U – napięcie elektryczne. Jednostką mocy w układzie SI jest jeden wat (W). 1 W=1 V·A=1JC·1Cs=1Js Często używane są wielokrotności tej jednostki: kilowat (kW), czyli 1 000 watów, i megawat (MW), czyli 1 milion watów. Ta ostatnia jednostka stosowana jest najczęściej do opisu mocy wytwarzanej w elektrowniach. (35.) fala elektromagnetyczna – rozchodzenie się zmiennych pół elektrycznych i magnetycznych w przestrzeni. Do fal elektromagnetycznych zalicza się: fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. Podane fale różnią się między sobą długością i częstotliwością. Długość fali i częstotliwość są do siebie odwrotnie proporcjonalne: λ=vf gdzie: λ – długość fali; v – prędkość rozchodzenia się fali; f – częstotliwość fali. W próżni wszystkie rodzaje fal elektromagnetycznych rozchodzą się z jednakową prędkością (c), która wynosi 3·10^8m/s. Długość fali będzie wtedy równa: λ=cf Zakresy dlugosci fal Wytwarzanie pola magnetycznego Światło widzialne - kolory Najważniejszymi naturalnymi źródłami fal elektromagnetycznych są takie zjawiska jak: promieniowanie termiczne ciał na Ziemi, promieniowanie słoneczne, naturalne zmiany pola magnetycznego np. ziemskiego pola magnetycznego, naturalne zmiany pola elektrycznego np. wyładowania atmosferyczne, fale radiowe pochodzenia pozaziemskiego, nie pochłonięte przez atmosferę. Podstawowe sztuczne źródła promieniowania elektromagnetycznego niejonizującego to: elektroenergetyczne linie napowietrzne wysokiego napięcia, stacje radiowe i telewizyjne, łączność radiowa, w tym CB radio, radiotelefony i telefonia komórkowa, stacje radiolokacyjne i radionawigacyjne, stacje transformatorowe, sprzęt gospodarstwa domowego i powszechnego użytku oraz instalacje elektryczne. *LASER* Cechy światła laserowego Światło laserowe jest rodzajem fali elektromagnetycznej o pewnych unikalnych parametrach. Te cechy światła laserowego czyli monochromatyczność, koherentność i polaryzacja powodują, że światło lasera ma unikalny wpływ na tkankę ludzkiego organizmu i nie daje się porównać z jakimkolwiek występującym w naturze oddziaływaniem światłem. Monochromatyczność oznacza, że promieniowanie wytwarzane przez laser ma głównie jedną długość fali (mała szerokość spektralna). Monochromatyczność daje się uzyskiwać przez rozszczepienie białego światła na pryzmacie. Podobne zjawisko zachodzi w tęczy, powstającej na niebie gdy promienie słońca załamują się w powietrzu wypełnionym kropelkami wody. Koherentność (spójność) oznacza, że fale występujące w świetle laserowym są w fazie. Koherentność lasera podobnie zresztą jak i monochromatyczność wynika ze sposobu wytwarzania światła laserowego w rezonatorze optycznym. Tylko uprzywilejowana częstotliwość fali w uprzywilejowanej fazie opuszcza lustro półprzepuszczalne. Polaryzacja — światło laserowe jest spolaryzowane. Z punktu widzenia fizyki światło to fala elektromagnetyczna z dwoma składowymi magnetyczną i elektryczną. Polaryzacja takiej fali polega na tym, że składowe elektryczna i magnetyczna podlegają zmianom w wybranych płaszczyznach, podczas gdy światło np. słoneczne jest „chaotyczne” i jego składowe zmieniają się we wszystkich płaszczyznach losowo. Przykładem z życia polaryzacji są okulary polaryzacyjne, które wykorzystuje się do likwidowania np. odblasków od wody lub w okularach do jazdy nocnej. Zwykłe światło można spolaryzować czy to poprzez filtr polaryzacyjny czy też poprzez lustro polaryzacyjne. cząsteczki światła (fotony) pobudzane przez energię elektryczną emitują energię w formie światła. To światło jest skupiane w wiązce. W ten sposób powstaje wiązka laserowa.
