Pytania i odpowiedzi - Wykłady - Dawid_Maj

Pytania i odpowiedzi.doc
(65 KB) Pobierz
1. Postulaty mechaniki relatywistycznej.
- żadnym doświadczeniem nie można wykryć w przestrzeni ruchu jednostajnego, prostoliniowego (prawa przyrody
są te same we wszystkich układach odniesienia poruszających się względem siebie ruchem prostoliniowym
jednostajnym)
- prędkość światła względem obserwatora jest stała ( prędkość światła c= 3*10^8 m/s)
2. Zasada względności.
Zasada względności głosi, że prawa fizyki w dwóch inercjalnych układach odniesienia są takie same. Odkrył ją
Galileusz. Stosowana w mechanice klasycznej.
3 Transformacja Lorentza i jej niezmienniki.
Została utworzona w 1904 r. przez Henryka Antona Lorentza. Zauważył, że nie tylko światło wyłamuje się z
transformacji Galileusza. Również masa nie jest wielkością stałą ani taką samą dla wszystkich obserwatorów, ale
zależy od układu odniesienia, z jakiego jest obserwowana i jest równa masie spoczynkowej m kiedy ciało jest w
spoczynku w układzie odniesienia, z którego jest ono obserwowane:
0
m=γ*m (γ=
- nazywamy czynnikiem Lorentza)
Fundamentalna jej cechą jest oparcie się na szczególnej teorii względności Einsteina, czyli że prędkość światła nie
zależy od układu odniesienia.
0
Równania transformacji Lorentza:
y =y
2
1
Niezmienniki transformacji Lorentza:
- prędkość światła jest nie zależna od układu odniesienia
- interwał – odległość zdarzeń w czasoprzestrzeni
- masa spoczynkowa
4. Skrócenie długości i dylatacja czasu.
Skrócenie długości (kontrakcja przestrzeni) jest jedną z konsekwencji stosowania transformacji Lorentza.
Istotą tego zjawiska jest stwierdzenie, że odległość mierzona z poziomu układu poruszającego się będzie inna niż
odległość w spoczynku.
Z powyższego równania wynika, że L0>L. Jest to tzw. skrócenie, Lorentza – Fitzgeralda pręta poruszającego się
równolegle do swojej długości.
Dylatacja czasu jest zjawiskiem polegającym na wydłużeniu odstępów czasu mierzonych przez zegar będący w
ruchu.
Zegar znajduje się w początku układu współrzędnych S1(x1=y1=z1=0). Układ S1 jest układem własnym
dla zegara, a wynik pomiaru odstępu czasu τ nazywa się czasem własnym. Układ S2 porusza się względem S1
wzdłuż osi x-ów z prędkością v.(v,0,0)
t >τ
Poruszające się zegary mierzą wydłużone przedziały czasowe z zegarami będącymi w spoczynku.
2
5. Pęd w mechanice relatywistycznej.
Rozważając szczególny przypadek zderzeń można wykazać, że pęd newtonowski (nierelatywistyczny) nie jest
zachowany przy zderzeniach cząstek mających prędkości v duże, tzn., że v/c nie zmierza do zera.
Równanie zachowania pędu izolowanego układu cząsteczek
6. Energia relatywistyczna.
Wiąże się z Ogólną Teorią Względności Alberta Einsteina. Zdefiniowana jest jako energia całkowita ciała
izolowanego od otoczenia, a więc nie znajdującego się pod wpływem żadnych potencjałów zewnętrznych. Einstein
odkrył, że nawet ciało znajdujące się w idealnym spoczynku ma pewien zasób energii. Dla takiego nieruchomego
ciała energia relatywistyczna jest nazywana energią spoczynkową i definiuje ją słynny wzór na równoważność masy
i energii:
E = mc
2
Energia (całkowita) ciała
Energia kinetyczna (wzór relatywistyczny)
Energia spoczynkowa
7. Granica między mechaniką relatywistyczną a nierelatywistyczną.
W relatywistycznej 1/c = 1/3 *10^8 m/s, w nierelatywistycznej 1/c = 0
8. Granica między mechaniką klasyczną a kwantową.
W klasycznej h=0, w kwantowej h= 6,62*10 J*s
-34
9. Zasada zachowania masy-energii.
E=mc^2
Powyższy wzór oznacza równoważność masy i energii. Równoważność ta jest jedną z najważniejszych
konsekwencji teorii względności (teorii relatywistycznej). Oznacza to, ze zamiast zasady zachowania energii, należy
stosować zasadę zachowania masy-energii.
Energia spoczynkowa + Energia kinetyczna + Energia potencjalna = const
Inna postać:
p – pęd relatywistyczny
Powyższy wzór pokazuje równoważność masy i energii. W teorii względności ciało poruszające się ma nie tylko
energię kinetyczną, ale także energię związaną z masą spoczynkową. Im większą ciało ma prędkość tym większa
jest jego masa.
10 Obszar stosowania mechaniki kwantowej.
W mechanice kwantowej wynik pomiaru fizycznego jest z natury rządzony zasadami prawdopodobieństwa, a teoria
jedynie podaje sposób obliczania odpowiednich prawdopodobieństw. Mechanika kwantowa z powodzeniem opisuje
zachowanie materii w skali małych odległości, wprowadza środki do badania zjawisk, które nie są możliwe do
obserwacji ruchu punktu przez najdoskonalsze klasyczne przyrządy.
Zajmuje się mikrocząstkami, które nie są punktami materialnymi ani nie są np. falami, są zupełnie nowym,
abstrakcyjnym dla naszego umysłu pojęciem. Jest ważna dla współczesnego technologa, ponieważ pozwala obliczyć
wielkości wzajemnego oddziaływania cząstek materiału, czyli wyjaśnić jego budowę.
11. Falowa natura materii.
Fale materii, zwane też falami de Broglie'a jest to, alternatywny w stosunku do klasycznego, (czyli
korpuskularnego), sposób postrzegania obiektów materialnych. Według hipotezy dualizmu
korpuskularno-falowego każdy obiekt może być opisywany na dwa sposoby: jako cząstka/obiekt
materialny albo jako fala (materii). Pomysł opisu cząstek za pomocą fal pochodzi od Louisa de Broglie’a,
który w 1924 roku uogólnił teorię fotonową. W tym czasie wiedziano już, że na potrzeby opisu niektór ych
zjawisk fizycznych, z każdą falą elektromagnetyczną można stworzyć pewną cząstkę –foton. Propozycja
De Broglie'a polegała na tym, aby każdej cząstce o różnym od zera pędzie przypisać falę, o określonej
długości i częstości.
Propozycja ta wychodziła naprzeciw wynikom eksperymentalnym, które świadczyły, że w pewnych
sytuacjach każda cząstka może zachowywać się jak fala.
12. Dualizm korpuskularno-falowy.
Cecha wielu obiektów fizycznych (np: światła czy elektronów) polegająca na tym, że w pewnych sytuacjach,
zachowują się one jakby były cząstkami (korpuskułami), a w innych sytuacjach jakby były falami.
Wg mechaniki kwantowej właściwie całą materie charakteryzuje ten dualizm. Każdej cząstce, a nawet każdemu
obiektowi makroskopowemu można przypisać charakterystyczną dla niego funkcję falową, z drugiej strony każde
oddziaływanie falowe można opisać w kategoriach cząstek.
Jest on w sformalizowanym języku mechaniki kwantowej opisany równaniem Schrodingera.
13. Postulat Broglie’a.
De Broglie zapostulował odwrócenie zależności wyrażającej pęd fotonu stowarzyszonego z falą elektromagnetyczną
(zależności znanej z teorii fotonowej), czyli długość fali materii stowarzyszonej z cząstką miała wyrażać się przez
pęd cząstki.
λ – długość fali, h – stała Plancka (6,62*10 J*s), p – pęd cząstki
Każdej cząsteczce o energii E można również przyporządkować inną częstotliwość fali: f=E/h
-34
14. Prawo Bragga.
Prawo Bragga sformułowano w 1913 roku przez W.L. Bragga. Jest to równanie określające kierunek,
w którym następuje tzw. interferencyjne odbicie promieni rentgenowskich od płaszczyzny sieciowej hkl
monokryształu (dyfrakcja fal).
W myśl równania Bragga odbicie promieni rentgenowskich o długości fali λ zachodzi jedynie w takich
kierunkach, określonych przez kąt odbłysku Θ, dla których różnica dróg ΔS promieni odbitych od dwóch
sąsiednich równoległych płaszczyzn sieciowych j est równa całkowitej wielokrotności długości fali.
n=1,2,3.. jest to tzw. rząd odbicia, czyli liczba długości fali, które mieszczą się w różnicy dróg ΔS
d(hkl) – odległość między płaszczyznami
Równanie Bragga jest spełnione również podczas dyfrakcji cząstek.
15. Podstawy fizyczne mikroskopii elektronowej.
W mikroskopach skaningowych wiązka elektronów bombarduje próbkę, skanując jej powierzchnię linia po linii.
Pod wpływem wiązki elektronów próbka emituje różne sygnały (min. elektrony wtórne, elektrony wstecznie
rozproszone, charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie), które są rejestrowane za pomocą odpowiednich
detektorów, a następnie przetwarzane na obraz próbki lub widmo promieniowania rentgenowskiego.
W mikroskopie elektronowym wiązka elektronów jest wytwarzana przez działo elektronowe na szczycie kolumny
mikroskopu. Pole elektrostatyczne w dziale elektronowym kieruje wyemitowane z niewielkiego obszaru na
powierzchni katody elektrony do małego otworu – źrenicy elektrono – optycznej. Następnie elektrony są rozpędzane
w kolumnie mikroskopu, w kierunku próbki, z energią od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy elektronowoltów.
Elektrony wydostające się z działa elektronowego tworzą wiązkę rozbieżną.
Wiązka ta zyskuje zbieżność i zostaje zogniskowana przez zestaw soczewek magnetycznych i aparatur w kolumnie.
Komora próbki jest wyposażona w ruchomy stolik umożliwiający przesuwanie próbki w trzech prostopadłych
kierunkach.
Specjalne drzwiczki pozwalają na umieszczanie próbki w komorze. Kilka portów dostępu umożliwia zainstalowanie
różnych detektorów. Elektrony wiązki oddziałując z próbką powodują emisję energii pod różnymi postaciami.
Każdy rodzaj emitowanej energii jest potencjalnym sygnałem do przetworzenia na obraz.
Plik z chomika:
Dawid_Maj
Inne pliki z tego folderu:

Pytania i odpowiedzi.doc (65 KB)
 pytania.docx (10 KB)
 notatka.docx (13 KB)
 zagadnienia.docx (10 KB)
Inne foldery tego chomika:


Zgłoś jeśli naruszono regulamin


Strona główna
Aktualności
Fizyka C_S
Fizyka ciała stałego





Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl