fizikatanari.mfg-tavoktatas.hu/.../fizika_r_12.pdfFIZIKA III. 7 Feln őttoktatás Móra Ferenc Gimnázium Kiskunfélegyháza Az 1., 2., és 3. leckék vázlata REZG ŐMOZGÁS TÍP

Fizika III. „Irányított tanulás munkafüzet”

Kísérleti távoktatási anyag Móra Ferenc Gimnázium

Kiskunfélegyháza

Tartalomjegyzék

Fontos tudnivalók 3

Mi szükségeltetik a fizika tanulásához?________________ 3

Irányított tanulás a fizika tantárgyhoz ________________ 4

Hogyan tanuljon? ___________ 5

A fizika tantárgy követelménye 6

A minimumszint_____________ 6

Az 1., 2., és 3. leckék vázlata 7

1. lecke - rezgőmozgás 8

I. Témák ___________________ 8

II. Amiről szó lesz… _________ 8

III. Irányított feldolgozás _____ 8

IV. Kidolgozott feladat ______ 10

V. Feladatok _______________ 10

Minimum szint _____________ 11

VI. Gyakorló feladatlap _____ 12


I. Témák __________________ 13

II. Amiről szó lesz… ________ 13

III. Irányított feldolgozás ____ 13

IV. Kidolgozott feladatok ____ 16

V. Feladatok _______________ 16



I. Témák __________________ 19




V. Feladatok _______________ 22


A 4., 5., és 6. leckék vázlata 25

4. lecke - hullámmozgás 26

I. Témák __________________ 26




V. Feladatok _______________ 29


5. lecke - hullámmozgás 32

I. Témák__________________ 32



IV. Kidolgozott feladatok____ 35

V. Feladatok ______________ 35


6. lecke - hangtan 38

I. Témák__________________ 38




V. Feladatok ______________ 41


A 7., 8., 9., és 10. leckék vázlata

43

7. lecke - optika 44

I. Témák__________________ 44




I. Témák__________________ 47



IV. Kidolgozott feladat ______ 49

V. Feladatok ______________ 49



I. Témák__________________ 52




V. Feladatok ______________ 54



I. Témák__________________ 56



V. Feladatok_______________ 58


A 11., és 12. leckék vázlata 60

11. lecke - atomfizika 61

I. Témák __________________ 61




V. Feladatok_______________ 64


12. lecke - atomfizika 66

I. Témák __________________ 66




V. Feladatok_______________ 68


A 13., és 14. leckék vázlata 70

13. lecke – atommagfizika 71

I. Témák __________________ 71




V. Feladatok_______________ 74


14. lecke - atommagfizika 76

I. Témák __________________ 76



Feladat ___________________ 78


15. lecke - csillagászat 80

I. Témák __________________ 80




Fontos tudnivalók A tankönyv anyagát önálló tanulással kell feldolgozni, melyhez segítséget jelen anyag szolgáltat. Az év során hat konzultációs lehetőség adatik fizika tantárgyból, lehetőség szerint egyenletesen elosztva az év folyamán. Ezen alkalmakkor lehetőség nyílik a problémás részek megbeszélésére, illetve a nehezebb feladatok megoldására. A konzultációt csak az tud-

ja igazán hasznosítani, aki készül arra.

Mi szükségeltetik a fizika tanulásához? - Az alább kijelölt FIZIKA 11. című tankönyv (rövidítése a jegyzetben: TKV) - Irányított tanulás munkafüzet (jelen jegyzet) - Egységes érettségi feladatgyűjtemény I.-II. (rövidítése a jegyzetben: EÉFGY) - Számológép (ismerje a szögfüggvényeket, azaz legyen rajta pl.: ’sin’ feliratú billen-

tyű) - Négyjegyű függvénytáblázatok című tankönyv (amely egyébként matematika és ké-

mia tantárgyakhoz is szükséges) - Négyzetrácsos füzet, a feladatok részére - A fizika tanulására fordítandó legalább heti 1-2 óra

A távoktatási anyag (Irányított tanulás munkafüzet) a Műszaki Könyvkiadó MK-2761-6 azonosítási számú, Gulyás János - Honyek Gyula - Markovits Tibor – Szalóki Dezső – Tomcsányi Péter – Varga Antal: FIZIKA 11. című tanköny-vére épül.

A távoktatási anyag egyes feladatai a Nemzeti Tankönyvkiadó 81466 és 81471 azonosítási szá-mú, Megyes Sándorné és Dr. Tasnádi Péter szerkesztette EGYSÉGES ÉRETTSÉGI FEL-ADATGYŰJTEMÉNY GYAKORLÓ FEL-ADATOK FIZIKA I.-II. című köteteiben találha-tók

Irányított tanulás a fizika tantárgyhoz

A munkafüzet felépítése

A tanulás megkezdése előtt javaslom a teljes munkafüzet (jegyzet) kinyomtatását!

A tananyag 15 leckén keresztül kerül feldolgozásra. A témák címszó alatt minden egyes leckénél megtalálható az odavágó tankönyvi fejezetek sorszáma és címe. Az egyes lec-kék két részre vannak osztva: elmélet és feladatok. Minden lecke az „Amiről szó lesz…” résszel kezdődik, mely röviden összefoglalja az adott lecke anyagát. Ezt a részt érdemes nagyon figyelmesen elolvasni az adott lecke tanulás megkezdése előtt, sőt a lecke tanulása közben is! Elmélet Az elmélet részben található az irányított feldolgozás. Az irányított feldolgozás kérdé-seire a lapon található üres helyen kell válaszolni, miután elolvasta, átnézte az odavágó tan-könyvi fejezeteket (ld.: hogyan tanuljon?). Ezen kérdések képezik a beszámoló elméleti ré-szét. Az irányított feldolgozásban vannak aláhúzott kérdések. Ezek az anyag elmélet részének minimum szintjének felelnek meg. Feladatok A beszámoló másik része feladatmegoldás, melyre ezen leckerészeken keresztül tud felkészülni. A IV. Kidolgozott feladatok cím alatt a tankönyvben található kidolgozott példák szerepelnek, melyeket a tankönyvből kell tanulmányozni. Néhány példát én is megoldottam, hogy az elfogadott feladat-megoldási sablont bemutassam (a tankönyv ugyanis feltehetően nyomdatechnikai okokból ezt nem mindig használja). A FIZIKA I. évi jegyzetben több kidol-gozott feladatot talál, melyeket érdemes lehet újra megnézni, bár idén más témaköreink van-nak, a feladatokat hasonló módon kell kidolgozni. Az önálló feladatmegoldásoknál azokat a feladatokat találja meg, melyeket meg kell tudnia oldani a sikeres beszámolóhoz. Ezen felada-

LECKE

Elmélet Feladatok

III. Irányított feldolgozás

IV. Kidolgozott feladatok

V. Önálló feladatmegoldás

VI. Gyakorló feladatlapok

II. Amiről szó lesz

I. témák

tok egy része a tankönyvből való, más részük az egységes érettségi feladatgyűjteményből. A beszámoló anyagába tartoznak a IV. Kidolgozott feladatok is. A feladatok között talál olya-nokat is, melyek sorszáma be van keretezve. Ezek feladatok nehézségi foka megfelel a köve-telményrendszer minimum szintjének. Minden lecke végén talál gyakorló feladatlapok, mely segítségével lemérheti, mennyi-re sajátította el az adott lecke anyagát.

Hogyan tanuljon?

Elmélet

1. Olvassa el a lecke témájánál található fejezetcímeket! 2. Olvassa el az „Amiről szó lesz…” részt figyelmesen 3. Olvassa el az irányított feldolgozás rész kérdéseit (természetesen nagy részükre még

nem tud válaszolni, hiszen nem tanulta meg az anyagot, de még nem is ez a cél)! 4. Lapozza át a tankönyv megjelölt fejezeteit, de ne kezdje még tanulni. Szánjon rá 10-15

percet. Nézegesse meg az ábrákat, a fejezetcímeket, esetleg ha valami felkelti a fi-gyelmét azt részletesebben is megnézheti. Ez a lépés az anyaggal való „laza” ismerke-dés. Látszólag semmi haszna nincs, de meg fogja tapasztalni, mégis segít a tanulásban.

5. Olvassa el a téma részben látható fejezeteket a könyvből, figyelmesen, jól átgondolva az olvasottakat! (Természetesen nem kell ’egy füst alatt’ az egészet elolvasni. Ossza szét több napra az egyes fejezeteket!))

6. Nézze meg újra az irányított feldolgozás kérdéseit, s sorban keresse meg rájuk a vá-laszt, s húzza alá a tankönyvben (ne írja még be a válaszokat)!

7. Újra olvassa el a téma részben kijelölt fejezeteket, s próbálja megérteni, esetleg me-morizálni az aláhúzott részeket!

8. Töltse ki az irányított feldolgozás részt a megtanultaknak megfelelően. Ha valamelyik kérdésre nem tud válaszolni, vagy nem biztos a válaszban, keresse azt ki a tankönyv-ből, s ezután válaszoljon

9. Így egy jegyzetet kapott, melyet könnyen tud használni a beszámolóra készülve, hi-szen a beszámoló elméleti része ezekből a kérdésekből tevődik össze.

A fentiek szerint tehát a tankönyvbeli részt teljes egészében legalább kétszer el kell olvasni! Fontos, hogy mindenki önállóan végezze el a fenti „programot”. Ha ugyanis csak a kérdésekre adandó válaszokat „szerzi be” (pl.: egy osztálytársától), akkor azokat a válaszokat nem fogja érteni, hiszen a magyarázat, az összefüggések mind a tankönyvben találhatók. Ezt követően pedig a feladatmegoldásokat sem fogja megérteni.

Feladatok

10. Ehhez a részhez csak akkor fogjon hozzá, ha a lecke elméleti részét már megtanulta. 11. Először a kidolgozott feladatokkal kezdje. Tanulmányozza át a tankönyvben, Értse

meg a megoldás minden lépését. 12. Miután megértette a kidolgozott feladatot, oldja meg önállóan füzetében. Ha nem sike-

rül, nézze át újra a kidolgozást, s próbálja meg újra megoldani. 13. A kidolgozott példák után jöhet az önálló feladatmegoldás. Ügyeljen arra, hogy a fel-

adatok megoldásai könnyen visszakereshetők legyenek füzetében, s tudja azonosítani, melyik megoldás melyik feladathoz tartozik!

Gyakorló feladatlapok

14. A gyakorló feladatlapokon keresztül tesztelje tudását.

Ezt a 14 lépést természetesen nem lehet egyszerre elvégezni. A leckék úgy vannak

felosztva, hogy az adott lecke minimumszintjének elsajátításához 60-120 perc szükséges. Ezt

az időt is meg lehet azonban bontani, több részletben tanulni. Ha időhiány miatt egy leckét

nem tud egyszerre átvenni, javaslom, hogy az elméletet tanulja meg először és egy későbbi

időpontban a feladatmegoldás részt. Ne hagyjon azonban túl sok időt egy lecke elmélet és

feladatmegoldás része között. Tartsa továbbá szem előtt, hogy nemcsak fizikát tanul, a többi

tantárgy is időigényes!

Felkészülés a vizsgára

A vizsgára való felkészülést akkor célszerű kezdeni, ha az adott vizsgához tartozó lec-kéket már megtanulta. Ebben az esetben ugyanis már csak ismétlésre van szükség. Az elméle-ti felkészülést alapozza az egyes leckék irányított feldolgozás részére, s ha valami nem tiszta, nézzen utána a tankönyvben. Könnyen rátalál, hiszen a lényeges részeket aláhúzta a tanulás során (ld.:6. lépés). A feladatoknál mind a kidolgozottakból, mind az önálló feladatokból mi-nél többet oldjon meg újra. Tesztelje tudását a gyakorló feladatlapokon keresztül!

A fizika tantárgy követelménye Az év során 3 beszámolón kell számot adni tudásáról, a kijelölt időpontokban. A há-rom beszámoló érdemjegye alapján szerezhető az év végi osztályzat. A beszámoló elméleti kérdésekből és feladatokból áll. 1. beszámoló: 1-6. lecke 2. beszámoló: 7-10. lecke 3. beszámoló: 11-15. lecke

A minimumszint Minden leckében megtalálja a minimumszint követelményét. Ez segíti önt abban, hogy felmérje tudása elégséges-e a beszámolón való sikeres szerepléshez. A minimumszint azon elméleti kérdéseket és feladatokat tartalmazza, amelyek minimálisan szükségesek az elégsé-

ges osztályzat megszerzéséhez. Az irányított feldolgozás részben az aláhúzott kérdések, a feladatok részben a bekeretezett sorszámú feladatok jelölik a minimumszintet. A beszámoló dolgozatok értékelése:

A dolgozat minősítése:

Jeles: 44p.-50p. 90% Jó: 35p.-43p. 70% Közepes: 25p.-34p. 50% Elégséges: 15p.-24p. 30% Elégtelen: 0p.-14p.

FIZIKA III. 7

Felnőttoktatás Móra Ferenc Gimnázium Kiskunfélegyháza

Az 1., 2., és 3. leckék vázlata

REZGŐMOZGÁS

TÍPUSAI

CSILLAPÍTOTT CSILLAPÍTATLAN HARMONIKUS KÉNYSZER

JELLEMZŐK

Tf

1=

KAPCSOLAT A KÖRMOZGÁSSAL

LEÍRÁSA

KITÉRÉS-IDŐ: ( )tAy ωsin=

SEBESSÉG-IDŐ: ( )tAv ωω cos=

GYORSULÁS-IDŐ: ( )tAa ωω sin2−=

SEBESSÉGAMPLITUDÓ GYORSUÉÁSAMPLITUDÓ

DINAMIKAI LEÍRÁS

REZGÉSIDŐ: D

mT π2=

ERŐTÖRVÉNY: DyF −=

ENERGETIKA: .2

1 2állDAE ==

DINAMIKAI FELTÉTEL

SPECIÁLIS ESETEK

CSILLAPÍTOTT KÉNYSZER FONÁLINGA

REZONANCIA

FREKVENCIA (f) REZGÉSIDŐ (T) AMPLITÚDÓ (A) KÖRFREKVENCIA (ω)

FIZIKA III. 1. lecke - rezgőmozgás 8


1. lecke - rezgőmozgás

I. Témák bevezetés 17.1 A rezgőmozgást jellemző mennyiségek 17.2 A harmonikus rezgőmozgás 17.3 A harmonikus rezgőmozgás és az egyenletes körmozgás kapcsolata

II. Amiről szó lesz…

Ebben a leckében ismerkedik meg egy új mozgástípussal, a rezgőmozgással. Meg-tanulja a következő definíciókat: - rezgőmozgás,

- csillapított rezgés,

- csillapítatlan rezgés, - harmonikus rezgés(kissé máskifejezéssel, harmonikus rezgőmozgás)

Itt tanulhatja meg a rezgőmozgások három legfontosabb jellemzőjét: - periódusidő (vagy rezgésidő), - frekvencia - amplitúdó. (ez utóbbit a 17.4-es leckében találja, a 10. oldal közepén). - körfrekvencia (melynek meghatározását jelen jegyzet 10. kérdése tartalmazza) Ebben a részben lesz még szó - a frekvencia és a periódusidő matematikai kapcsolatáról,

- a harmonikus rezgőmozgás és az egyenletes körmozgás kapcsolatáról, a referencia

körmozgásról.

• Olvassa el a „témák”-ban megadott tankönyvi részeket! • Az olvasás után keresse ki a keretben vastag betűvel szedett fogalmakat, azok

meghatározását! • Alá is húzhatja ezeket a könyvben. • Válaszoljon az „irányított feldolgozás” kérdéseire!


1. Mikor nevezzük egy test mozgását rezgőmozgásnak?



2. Mit tud elmondani az ábráról? Az ábra egy rugóra akasztott, rezgésbe hozott test mozgását

ábrázolja. Az 1., 3., és 5. állapotok jelölik a test nyugalmi

állapoton való áthaladását. Ha nem hozták volna mozgásba

a testet, hanem csak rugóra akasztva magára hagyták volna,

akkor ebben az állapotban állna. Mozgás során azonban

többször áthalad ezen az állapoton. Az 1. pillanatban tehát a

test nyugalmi állapotán halad át, lefelé, majd kis idő múlva eléri alsó szélső állapo-

tát (2.), ahonnét felfelé indul, újra áthalad nyugalmi állapotán (3.), és eléri felső

szélső állapotát (4.). A 2. és 4. állapotokban a test nyugalmi szinttől való kitérése

(a továbbiakban általában csak a kitérés szót használjuk) maximális, ami a mozgás

egyik jellemzője, az amplitúdó.

3. Mondjon több gyakorlati példát rezgőmozgásra!

4. A rezgőmozgás mely típusait ismeri?

5. Adja meg a periódusidő definícióját (jel, meghatározás, mértékegység)

6. Adja meg a frekvencia definícióját!

7. Ismertesse a frekvencia és a periódusidő közötti matematikai összefüggést szavak-kal és képlettel is!

8. Mikor nevezzük egy test mozgását harmonikus rezgőmozgásnak?

9. Adjon példát harmonikus rezgőmozgás előállítására!



10. Milyen fizikai összefüggést ábrázol a rajz?

11. Mit nevezünk a harmonikus rezgőmozgás körfrekvenciájának?

Mivel minden harmonikus rezgőmozgást végző test esetében található egy egyenle-

tes körmozgást végző test, melynek „árnyéka” az adott rezgőmozgást végzi. Ezt a

körmozgást nevezzük gyakran referencia körmozgásnak (ami annyit jelent: az a

körmozgás, melyhez a rezgőmozgást viszonyítjuk). Természetes, hogy a körmozgás

jellemzői a rezgőmozgást is jellemzik. A rezgőmozgás körfrekvenciája nem más,

mint a rezgésnek megfelelő körmozgás szögsebessége. Jele:ω, kiszámítási mód-

ja: fvagyT

πωπ

ω 2 ,2

== , ahol T a rezgés periódusidejét jelenti, f, pedig a frekven-

ciáját. A körfrekvencia mértékegysége megegyezik a frekvencia mértékegységével:

s

1, vagy Hz (ejtsd:herz).

IV. Kidolgozott feladat Egy rezgő test 24s alatt 132 rezgést végez. Mekkora a rezgésideje (periódusideje) és frek-venciája. Mekkora a rezgés körfrekvenciája (vagyis a rezgésnek megfelelő körmozgás szögsebessége)?

__________________

?

?

?

32

24

:

=

=

=

=

=

ω

f

T

z

st

adatok

ssf

s

s

fT

Hzsst

zf

113.118.014.322

18.01

5.5

11

5.51

5.524

132

=⋅⋅==

===

====

πω

V. Feladatok

1. Egy részecske harmonikus rezgőmozgást végez 2 Hz frekvenciával. Adja meg a pe-riódusidőt és a körfrekvenciát!



2. Melyik kijelentés nem igaz? A) Az amplitúdó a rezgőmozgást végző test legnagyobb kitérése. B) A rezgésidő egy rezgés megtételéhez szükséges idő. C) A rezgőmozgást végző test körfrekvenciáján, illetve frekvenciáján ugyanazt

kell érteni. D) A rezgőmozgást végző test frekvenciája a rezgésidő reciproka.

3. Rugóra függesztett test csillapítatlan rezgőmozgást végez. A felsorolt mennyiségek -egy kivétellel - a mozgás során nem változnak. Melyik mennyiség nem változik?

A) A rezgés körfrekvenciája. B) A rezgés amplitúdója. C) A rezgésszám. D) A rezgő test sebessége.

Minimum szint Ez a lecke teljes egészében a minimum szint része!!



VI. Gyakorló feladatlap

1. Adja meg a periódusidő definícióját (jel, meghatározás, mértékegység) 2. Adjon példát harmonikus rezgőmozgás előállítására! 3. Milyen fizikai összefüggést ábrázol a rajz?

4. Egy rezgő test 24s alatt 132 rezgést végez. Mekkora a rezgésideje (perióduside-je) és frekvenciája. Mekkora a rezgés körfrekvenciája (vagyis a rezgésnek megfelelő körmozgás szögsebessége)?

5. Melyik kijelentés nem igaz?

A) Az amplitúdó a rezgőmozgást végző test legnagyobb kitérése. B) A rezgésidő egy rezgés megtételéhez szükséges idő. C) A rezgőmozgást végző test körfrekvenciáján, illetve frekvenciáján

ugyanazt kell érteni. D) A rezgőmozgást végző test frekvenciája a rezgésidő reciproka.




I. Témák 17.4 A harmonikus rezgőmozgás kitérés-idő függvénye 17.5 A harmonikus rezgőmozgás sebessége és gyorsulása

II. Amiről szó lesz… Ebben a leckében megtanulja, hogy mi a következménye annak, hogy a harmonikus rez-gőmozgás kitérését ábrázolva az idő múlásával szinusz görbét kapunk (ld. 1. lecke 8. kér-dés). Megismerkedik a következő fogalmakkal: - kitérés

- fázis

- fázisszög

- fázisállandó

- kezdőfázis

- sebességamplitudó

- gyorsulásamplitudó Megtanulhatja kiszámolni, hogy egy harmonikus rezgőmozgást végző test adott időpilla-natban mennyivel tér ki egyensúlyi helyzetéből és mekkora ebben a pillanatban a sebes-

sége, illetve gyorsulása. Ebben a részben lesz lehetősége arra, hogy elemezze és összehasonlítsa a rezgő mozgást végző test mozgását leíró három függvényt: - kitérés-idő függvény

- sebesség-idő függvény

- gyorsulás-idő függvény




Az aláhúzott kérdések a minimumszinthez szükséges ismeretekre kérdeznek.



1. Ismétlésként nézze át a referencia körmozgás fogalmát az előző leckéből!

2. Mivel kapcsolatos az ábra? Az ábra egy rugón rezgő testet, e mozgásnak megfelelő kör-

mozgást (referencia körmozgást) és a két test mozgásának egy-

beeső árnyékát mutatja az y-tengelyen. A rezgő test nem a

nyugalmi állapotában, van, azt már elhagyta és a felső szélső

állapot felé tart. Ennek megfelelően a körmozgás a nyugalmi

helyzethez képest φ szöggel elfordult. Amikor a rezgő test felső

szélső állapotba kerül, a φ szög 90o kell legyen. Ekkor R épp a

maximális kitéréssel, tehát az amplitútóval lesz egyenlő: R=A.

3. Mit nevezünk a rezgés fázisának? A rezgő mozgást végző test mozgásának pillanatnyi állapotát nevezzük fázisnak. A

mozgás fázisa 3 adatból áll:

- hol van a test

- mekkora a sebessége

- milyen irányú a sebessége

4. Mi a fázisszög? A fázisszög a rezgő test fázisának megadását segíti. A referenciakörön mozgó test

nyugalmi állapottól való elfordulásának szöge (ld.: 2. kérdés ábra és válasz).Radiánban

kell vele számolni!!!

5. Az ábra alapján vezesse le a harmonikus rezgőmozgást végző test kitérésének időtől való függését!

A rezgő test adott időbeni kitérése a nyugalmi szinttől való távolságot jelenti, y-al jelöljük. Az ábrán a referencia kör-mozgás sugara és az y-kitérés derékszögű háromszöget alkot. Így használhatjuk a szinusz függvényt:

(R)

(y) oldal szemközti sin

átfogó

szöggelϕϕ = Így tehát

R

y=ϕsin .

A kitérést, tehát y-t keressük, ezért megszorozzuk az egyenlet mindkét oldalát R-rel. ϕsin⋅= Ry .

A 2. kérdésre adott válasznál és ábránál láthatja, hogy R éppen a rezgő test maximális ki-térésével, az amplitúdóval egyenlő. Képletünk így módosul:

ϕsin⋅= Ay . A körmozgásról tanulhatta korábban, hogy a körmozgást végző test szögelfordulása (φ

szög) megegyezik a szögsebesség és az eltelt idő szorzatával: t⋅= ωϕ . Ha ezt is behelyet-

tesítjük eredeti egyenletünkbe, megkapjuk a végeredményt:

)sin( tAy ⋅⋅= ω 6. Adja meg a harmonikus rezgőmozgás kitérés-idő függvényét, s ismertesse a kife-

jezésben szereplő mennyiségeket! (Az előző pont e képlet levezetését tartalmazza)



7. Értelmezze a kezdőfázis, (másképpen fázisállandó) kifejezést!

8. Adja meg a harmonikus rezgőmozgást végző test sebesség-idő függvényét és is-mertesse a kifejezésben szereplő mennyiségeket!

9. Adja meg a sebességamplitúdó fogalmát! Mikor rendelkezik a rezgő test sebességamplitúdóval?

10. Adja meg a harmonikus rezgőmozgást végző test gyorsulás-idő függvényét és magyarázza a kifejezésben szereplő mennyiségeket!

11. Adja meg a gyorsulásamplitúdó fogalmát! Mikor rendelkezik ezzel a rezgő test

12. Ismertesse a harmonikus rezgőmozgás legfontosabb kinematikai jellemzőjét!

13. Jelölje az ábrán a sebesség és a gyorsulás szélső értékeit! (vagyis a hol maximális és hol nulla)

14. Értelmezze az ábrát! Ismertesse az ábráról leolvasható megállapításokat!



IV. Kidolgozott feladatok TKV.: 11.o TKV.: 13.o

________________________

?

?

)1

42.9sin(35.0

:

max

max

=

=

⋅⋅=

a

v

ts

my

adatok

( )

⋅⋅=⋅⋅= ttAy

s

19.42sin0.35myesetben jelen sin ω

Ebből kiolvashatjuk, hogy a feladatban szereplő rezgőmozgásnak mekkora az amplitúdója és körfrekvenciája:

s

mA

142.9

35.0

=

=

ω

A feladat a sebesség és gyorsulásamplitúdó értékét kérdezi.

s

m

smAv 3.3

142.935.0max =⋅== ω

2

22

max 311

42.935.0s

m

smAa =

⋅== ω

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. A harmonikus rezgőmozgást végző test kitérése az idő függvényében:y = 0,12sin(5πt), ahol a kitérést méterben, az időt másodpercben mérjük. Mekkora a

a) rezgés amplitúdója; b) rezgés körfrekvenciája; c) rezgés frekvenciája; d) rezgésidő?

2. A harmonikus rezgőmozgást végző test amplitúdója 8 cm, a frekvenciája 2 Hz. a) Írja fel a rezgő test kitérését az idő függvényében! A kitérést méterben, az időt má-sodpercben mérje.



b) Határozza meg a rezgő test kitérését az egyensúlyi helyzeten való áthaladás után 1/24s elteltével!

3. A harmonikus rezgőmozgást végző test amplitúdója 5,5 cm, a rezgésideje 3s.

a) Írja fel a rezgő test kitérését az idő függvényében! A kitérést méterben, az időt má-sodpercben mérje! b) Határozza meg a rezgő test kitérését az egyensúlyi helyzeten való áthaladás után 6 s elteltével!

4. Egy rezgő test kitérése:

⋅= ty

3

2sin12

π, ahol a kitérést centiméterben (átváltás!), az időt

másodpercben mérjük. Mekkora a test legnagyobb sebessége és a legnagyobb gyorsulása? 5. Melyik állítás igaz?

A) A harmonikus rezgőmozgást végző test gyorsulása ott a legnagyobb, ahol a kitérése zérus. B) A harmonikus rezgőmozgást végző test gyorsulása ott a legnagyobb, ahol a kitérése a legnagyobb. C) A harmonikus rezgőmozgást végző test gyorsulása ott zérus, ahol a kitérése a legna-gyobb. D) A harmonikus rezgőmozgást végző test gyorsulása ott a legnagyobb, ahol a sebessé-ge a legnagyobb.

6. Melyik állítás hamis?

A) A harmonikus rezgőmozgást végző test sebessége ott a legnagyobb, ahol a kitérése zérus. B) A harmonikus rezgőmozgást végző test sebessége ott a legnagyobb, ahol a kitérése legnagyobb. C) A harmonikus rezgőmozgást végző test sebessége ott Zérus, ahol a kitérése legna-gyobb D) A harmonikus rezgőmozgást végző test sebessége ott a legnagyobb, ahol a gyorsulá-sa zérus.

7. Rugóra függesztett test csillapítatlan rezgőmozgást végez. A felsorolt mennyiségek - egy kivétellel - a mozgás során nem változnak. Melyik mennyiségről van szó?

A) A rezgés körfrekvenciája. B) A rezgés amplitúdója. C) A rezgésszám. D) A rezgő test sebessége.

8. A grafikon egy rezgőmozgást végző test kitérést ábrázolja az idő függvényében.

a Írja fel az ábra alapján a kitérés-idő, sebesség-idő és a gyorsulás-idő függvényeket! b) Határozza meg 1,5 s elteltével a rezgő test kitérését (cm-ben), a sebességét (cm/s-ban) és a gyorsulását cm/s2-ben)!



VI. Gyakorló feladatlap Minimumszint

1. Mit nevezünk a rezgés fázisának? 2. Adja meg a harmonikus rezgőmozgás kitérés-idő függvényét, s ismertesse a kifejezés-

ben szereplő mennyiségeket! (Az előző pont e képlet levezetését tartalmazza) 3. A harmonikus rezgőmozgást végző test amplitúdója 8 cm, a frekvenciája 2 Hz.

a) Írja fel a rezgő test kitérését az idő függvényében! A kitérést méterben, az időt má-sodpercben mérje. b) Határozza meg a rezgő test kitérését az egyensúlyi helyzeten való áthaladás után 1/24s elteltével!

Közepes szint

4. Mivel kapcsolatos az ábra?

Jó, jeles szint

5. A grafikon egy rezgőmozgást végző test kitérést ábrázolja az idő függvényében. a Írja fel az ábra alapján a kitérés-idő, sebesség-idő és a gyorsulás-idő függvényeket! b) Határozza meg 1,5 s elteltével a rezgő test kitérését (cm-ben), a sebességét (cm/s-ban) és a gyorsulását cm/s2-ben)!




I. Témák 17.6 A harmonikus rezgőmozgás dinamikai leírása 17.7 A rezgő rendszer energiaviszonyai 17.8 Csillapított rezgések 17.9 Kényszerrezgések 17.10 A matematikai inga mozgása

II. Amiről szó lesz… A korábbi leckékben a rezgőmozgás kinematikájával, azaz a mozgás leírásával foglalkoztunk. Ebben a leckében a rezgés dinamikájával foglalkozunk, vagyis azt vizsgáljuk, hogy milyen erő okozza a harmonikus rezgőmozgást és milyenek a mozgás energetikai viszonyai. Megis-merjük, hogy: - mitől függ a rezgésidő (periódusidő), vagyis hogyan lehet kiszámolni, - milyen erő okoz harmonikus rezgőmozgást, vagyis mi a harmonikus rezgőmozgás dinami-

kai feltétele, - hogyan viszonyul egymáshoz a rezgés során fellépő két energia, a mozgási és a rugalmas

energia, - megismerkedhet a csillapított rezgés leírásával - szó lesz a rezonanciáról, - s végezetül bemutatjuk a matematikai ingát.





1. Írjon le egy kísérletet, mely bizonyítja, hogy a rezgésidő nem függ a rezgés ampli-túdójától!



2. Mutasson be egy kísérletet, mely azt támasztja alá, hogy a rezgésidő függ a rezgő test tömegétől!

3. Ismertessen egy olyan kísérletet, melyben azt tapasztaljuk, hogy a rezgésidő függ a rugó erősségétől!

4. Hogyan számítható ki a harmonikus rezgőmozgást végző test rezgésideje (perió-dusideje)?

5. Adja meg a harmonikus rezgőmozgás dinamikai feltételét!

6. Bizonyítsa a harmonikus rezgőmozgás dinamikai feltételét!

7. Az ábrák segítségével mutassa be a vízszintes irányú harmonikus rezgőmozgás energiaviszonyait!



8. Ismertesse a harmonikus rezgőmozgást végző test összenergiájának képletét és ismertesse a benne szereplő kifejezéseket!

9. Mikor lép fel csillapított rezgőmozgás? Mondjon példát!

10. Mikor jön létre kényszerrezgés?

11. Rajzolja fel a rezonanciagörbét és értelmezze a jelenséget!

12. Soroljon példákat rezonanciajelenségre!

13. Mit nevezünk matematikai, vagy fonálingának?

14. Mitől függ a fonálinga lengésideje? Adja meg matematikai formában is!

15. Milyen felhasználása lehetséges a matematikai ingának?



IV. Kidolgozott feladatok Egy 0,6 kg tömegű test 15 cm amplitúdóval 3,4 Hz frekvenciájú harmonikus rezgőmozgást végez vízszintes talajon. Mekkora a mozgás mechanikai energiája?

________________

?

4.3

15.0 15

6.0

:

=

=

==

=

E

Hzf

mcmA

kgm

adatok

A frekvencia segítségével meghatározhatjuk a rezgésidőt:

sHzf

T 29.04.3

11===

A rezgésidő és a tömeg ismeretében meghatározzuk a rugóállandót:

vel-Doldalt mindkét szorozzuk /megD

4T

oldaltmindkét emeljük yzetre /nég2

22 m

D

mT

π

π

=

=

mDT22 4π=

m

N

s

kg

T

mD 75

)29.0(

6.0442

2

2

2

===ππ

A rugóállandó ismeretében pedig kiszámíthatjuk a mechanikai energiát:

( ) Jmm

NADE 84.015.0755.0

2

1 22 =⋅=⋅=

TKV.: 15.o TKV.: 17.o TKV.: 21.o

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez!

1. Egy teherautó tömege 4,5 t. Gödrös úton a kocsi karosszériája 1 Hz frekvenciával rezeg. Mekkora lesz a frekvencia, ha a kocsi visszafelé 2,5 t rakományt szállít? 2. Egy 2 kg tömegű testet egy 100 N/m rugóállandójú rugóra akasztunk, és megvárjuk, míg egyen súlyi helyzetbe kerül. Ezután a rugón lévő testet megemeljük úgy, hogy a rugó meg-nyúlása csak 15 cm tegyen. a) Mekkora amplitúdóval rezeg a test, ha hirtelen elengedjük? b) Mekkora a rezgésidő? c) Írjuk fel a mozgás kitérés-idő függvényét



3. Vízszintes síkon mozgó 20 dkg tömegű kocsi olyan rugóhoz van rögzítve, amely össze-nyomódáskor is erőt tud kifejteni. 0,24 J munka befektetésével a kocsit 5 cm-re távolítjuk cl az egyen súlyi helyzetétől. Mekkora frekvenciájú rezgőmozgás alakul ki, ha elengedjűk a ko-csit? 4. Mekkora a földi másodpercinga tengésideje a Holdon (ghold=g/6 )? 5. Melyik állítás nem igaz az alábbiak közül? A) A megnyújtott rugó energiája azzal a munkával egyezik meg, amit megnyújtása során vé-geztek rajta. B) A rugó energiája a megnyúlásával egyenesen arányos. C) Ugyanakkora megnyúlás esetén annak a rugónak nagyobb az energiája, amelyiknek na-gyobb a direkciós ereje. D) Ugyanakkora direkciós erejű rugók esetén annak a rugónak kisebb az energiája, amelyik-nek kisebb a megnyúlása. 6. A következő kijelentések a rugóra függesztett, harmonikus rezgőmozgást végző testre vo-natkoznak. Melyik kijelentés hamis? A) A test mozgási energiája az egyensúlyi helyzeten való áthaladásakor zérus. B) A test mozgási energiája az egyensúlyi helyzeten való áthaladásakor a legnagyobb. C) A test mozgási energiája az egyensúlyi helyzeten való áthaladása után fokozatosan csök-ken. D) A test mozgási energiája az egyensúlyi helyzet felé közeledve fokozatosan nő. 7. Az alábbi kijelentések közül egy helyesen adja meg a harmonikus rezgő- mozgás dinamikai feltételét. Melyik? A) A test sebessége egyenesen arányos kitéréssel, de azzal ellentétes irányú. B) A testre ható erők eredője a kitéréssel egyenesen arányos, de azzal ellentétes irányú. C) A test kitérése az idő szinuszos függvénye. D) A test sebessége az idő koszinuszos függvénye. 8. A következő kijelentések közül az egyik azt adja meg hogy hányszorosára változik a gép-kocsi rezgéseinek frekvenciája, ha saját tömegével megegyező rakománnyal terhelik. Melyik kijelentés a helyes? A) Kétszeresére nő. B) Felére csökken.

C) 2 -ed részére csökken. D) 2

2-szeresére nő.

9. Az alábbi kijelentések egyike nem igaz. Melyik? A) A rugó megnyújtásához szükséges erő egyenesen arányos a megnyúlással. B) A rugó megnyújtásához szükséges erő iránya ellentétes a megnyúlással. C) Két különböző direkciós erejű rugót azonos mértékben nyújtottak meg. A nagyobb direk-ciós erejű rugó esetében nagyobb erőt kellett kifejteni. D) Két rugó közül annak kisebb a direkciós ereje, amelyik ugyanakkora erő hatására jobban megnyúlik. 10. A harmonikus rezgőmozgást végző test tömege 500 g, rezgésideje 3.6 s. Mekkora a) a rugó direkciós ereje? b) a rezgés frekvenciája?




1. Írjon le egy kísérletet, mely bizonyítja, hogy a rezgésidő nem függ a rezgés ampli-túdójától!

2. Adja meg a harmonikus rezgőmozgás dinamikai feltételét! 3. A harmonikus rezgőmozgást végző test tömege 500 g, rezgésideje 3.6 s. Mekkora a) a rugó direkciós ereje b) a rezgés frekvenciája?

Közepes szint

4. Rajzolja fel a rezonanciagörbét és értelmezze a jelenséget! Jó, jeles szint

5. Vízszintes síkon mozgó 20 dkg tömegű kocsi olyan rugóhoz van rögzítve, amely összenyomódáskor is erőt tud kifejteni. 0,24 J munka befektetésével a kocsit 5 cm-re távolítjuk cl az egyen súlyi helyzetétől. Mekkora frekvenciájú rezgőmozgás alakul ki, ha elengedjűk a kocsit?

6. Mekkora a földi másodpercinga tengésideje a Holdon (ghold=g/6 )?


A 4., 5., és 6. leckék vázlata

MECHANIKAI HUL-LÁM

KIALAKULÁSA

TÍPUSOK TRANSZVERZÁLIS LONGITUDINÁLIS

POLARIZÁCIÓ JELLEMZŐK

FREKVENCIA REZGÉSIDŐ AMPLITÚDÓ HULLÁMHOSSZ SEBESSÉG

Tfc

λλ =⋅=

JELENSÉGEK

INTERFERENCIA VISSZAVERŐDÉS TÖRÉS ELHAJLÁS

ÁLLÓHULLÁMOK

TELJES VISSZAVERŐDÉS

HANG

HANGERŐ HANGMAGASSÁG HANGSZÍN

ÉRZET

DISSZONANCIA KONSZONANCIA

FIZIKA III. 4. lecke - hullámmozgás 26


4. lecke - hullámmozgás

I. Témák Bevezetés 18.1 A mechanikai hullám fogalma, fajtái 18.2 A hullámmozgást leíró fizikai mennyiségek 18.3 Hullámok visszaverődése rugalmas pontsoron 18.4 Hullámok találkozása, interferencia

II. Amiről szó lesz… Az új lecke szorosan kapcsolódik a korábbi részekhez, hiszen a mechanikai hullámok-kal fogunk foglalkozni, s mint látni fogja a mechanikai hullám nem más, mint a rezgőmozgás továbbterjedése a hullámtérben. Először megismerkedhet azzal, hogyan alakulnak ki a hul-

lámok, majd megtanulhatja a mechanikai hullám fogalmát, s megismeri két típusát a transz-

verzális és longitudinális hullámot, továbbá sorra kerül egy módszer, amivel eldönthető egy hullámról, hogy melyik típusba tartozik. Ez a polarizáció. A továbbiakban, a hullámmozgás leírását szolgáló négy mennyiség következik, me-lyek egy része már ismert a rezgőmozgás kapcsán: rezgésidő, frekvencia, hullámhossz, terje-

dési sebesség (vagy fázissebesség). Itt tanulhatja meg a hullámterjedés két alapösszefüggését is. Bemutatjuk, mi történik a hullámmal, ha szabad végről, illetve ha kötött végről verő-dik vissza. Megismerheti a hullámok egy nagyon fontos jelenségét, az interferenciát. Ezen belül több fogalommal is találkozni fog: hullámszuperpozíció, fázis, koherens hullámok,

erősítés, kioltás.





1. Ismertessen két módszert, mellyel hullám hozható létre!



2. Adja meg a mechanikai hullám fogalmát!

3. Mely hullámokat nevezzük harmonikus hullámoknak?

4. Csoportosítsa a hullámokat a terjedés helye szerint, s írjon egy-egy példát mind-egyik csoporthoz!

5. Adja meg a longitudinális hullám fogalmát, s ismertessen egy módszert, mellyel ilyen hullám hozható létre!

6. Adja meg a transzverzális hullám fogalmát, s mondjon példát rá!

7. Hasonlítsa össze a transzverzális és longitudinális hullámot!

8. Ismertesse a polarizáció jelenségét egy kísérleten keresztül!



9. Mire használható a polarizáció?

10. Adja meg a rezgésidő és a frekvencia definícióját hullámok esetében!

11. Mit nevezünk a hullám terjedési sebességének?

12. Definiálja a hullámhossz fogalmát! Használjon rajzot is a szemléltetésére!

13. Ismertesse a hullámterjedés alapösszefüggéseit!

14. Hogyan verődik vissza a gumikötélen indított hullám kötött, illetve szabad vég-ről?

15. Mi a hullámszuperpozíció? Adjon erre példát!

16. Mutasson be egy kísérleti eszközt, mellyel vizsgálható két hullám szuperpozíció-ja! Hogyan hozható létre ezzel az eszközzel erősítés, illetve kioltás?



17. Mikor mondjuk két hullámra, hogy koherens?

18. Mi az interferencia?


Egy delfin 0.3 kHz frekvenciájú, 5 m hullámhosszúságú hangot bocsát ki. Mennyi idő alatt jut el a hang 1 km távolságra?

___________________

t

m 1000 km 1 s

m 5

Hz 300kHz 3.0

:

=

==

=

==

λ

f

adatok

A hullámterjedés egyik összefüggésével kiszámíthatjuk a delfin hangjának sebességét:

s

m 1500Hz 300m 5 =⋅=⋅= fc λ

A hang egyenes vonalú, egyenletes mozgást végez:

t

sc :jelöljük vel-c sebességét hang a ==

t

sv

s 67.0

s

m 1500

m 1000===

=⋅

c

st

stc

TKV.: 32.o. TKV.: 34.o.

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Mekkora a hullámhossza a 100 kHz frekvenciájú ultrahangnak? 2. Rugalmas gumiszálon 0,5 s periódusidejű hullámokat keltünk. A hullámok terjedési sebes-sége6 m/s. Milyen hosszú a gumi, ha rajta egy időben 3 teljes hullámot észlelünk?



3. Egy 45 cm hosszú és egy 60 cm hosszú gumikötelet egy harmadik kötél végéhez erősítünk. Mindkét kötélen 5 Hz frekvenciájú 1,5 m/s sebességgel terjedő azonos fázisú hullámokat kel-tünk. Milyen mozgást végez a harmadik kötél? Mi történik, ha a két kötélen a hullámkeltést ellentétes fázisban végezzük? 4. Az alábbi állítások egyike nem igaz. Melyik? A) A hullámmozgás során az azonos fázisú pontok távolsága a hullámhossz. B) A harmonikus hullámoknál minden részecske harmonikus rezgőmozgást végez. C) A rezgésidő reciproka a frekvencia. D) A rezgés fázisának terjedési sebessége a hullám terjedési sebessége. 5. Melyik állítás helyes? A hullámmozgásnál azok a pontok vannak azonos fázisban, melyek egymástól való távolsága:

A) a hullámhossz negyede (4

λ);

B) a hullámhossz fele (2

λ);

C) a hullámhossz háromnegyede (4

3λ);

D) a hullámhossz (λ ).

6. Az ábrán látható transzverzális hullám terjedési sebessége 120 m/s. Mekkora a) a hullámhossz; b) a frekvencia?




1. Adja meg a mechanikai hullám fogalmát! 2. Adja meg a longitudinális hullám fogalmát, s ismertessen egy módszert, mellyel ilyen

hullám hozható létre!

3. Egy delfin 0.3 kHz frekvenciájú, 5 m hullámhosszúságú hangot bocsát ki. Mennyi idő

alatt jut el a hang 1 km távolságra? Közepes szint

4. Ismertesse a polarizáció jelenségét egy kísérleten keresztül! Jó, jeles szint

5. Hasonlítsa össze a transzverzális és longitudinális hullámot!

6. Az ábrán látható transzverzális hullám terjedési sebessége 120 m/s. Mekkora a) a hullámhossz; b) a frekvencia?



5. lecke - hullámmozgás

I. Témák 18.5 Állóhullámok rugalmas pontsoron 18.6 Felületi és térbeli hullámok 18.7 Felületi hullámok visszaverődése 18.9 Felületi hullámok törése

II. Amiről szó lesz… Megismerkedhet az interferencia egy speciális esetével, az állóhullámokkal, s ennek kapcsán a csomópont és a duzzadóhely fogalmával. Megtudja, milyen feltételek mellett ala-kulhat ki egy húron állóhullám. A felületi hullámokkal a vízhullámokon keresztül ismerkedik meg. Itt jelenik meg a hullámfront fogalma. Ejtünk néhány szót a felületi hullámok interferenciájáról is. A hullámok visszaverődési törvénye kapcsán a beesési szög, visszaverődési szög és a beesési merőleges fogalmak kerülnek elő. A hullámtörés törvényét is megfogalmazzuk, s megismerkedünk a törési szöggel és törésmutatóval. A hullámtörés egy speciális este a teljes visszaverődés.





1. Mik az állóhullámok és hogyan keletkeznek?

2. Ábrán mutasson be egy kötélen kialakult állóhullámot, s jelölje be rajta a csomó-pontokat és duzzadóhelyeket!



3. Milyen feltételek mellet alakul ki állóhullám egy kötélen?

4. Hogyan hozhatunk létre felületi hullámokat? Mutassa be a felületi hullámokat! Használja a hullámfront, hullámhossz, terjedési sebesség fogalmakat is!

5. Jellemezze a felületi hullámok interferenciáját!

6. Mi a feltétele annak, hogy két felületi hullám erősítse, illetve gyengítse egymást?

7. Ismertessen egy kísérletet, mellyel a felületi hullámok visszaverődése vizsgálható!

8. Adja meg a hullám-visszaverődés törvényét két(!) pontban összefoglalva! Hasz-náljon ábrát is!!



9. Ismertessen egy kísérletet, mellyel felületi hullámok törése vizsgálható!

10. Adja meg a hullámtörés törvényét 3 pontban összefoglalva! Használjon ábrát is!

11. Milyen kapcsolat van a két közeg egymásra vonatkoztatott törésmutatója és a közegekben való terjedési sebességek között?

12. Mi alapján különböztetünk meg hullámtanilag ritkább, illetve sűrűbb közeget

13. Milyen feltételek mellett jön létre teljes visszaverődés?

14. Ismertessen egy kísérletet, mellyel bemutatható a hullámok elhajlása!

15. Mutassa be a hullámelhajlás jelenséget!




Egy mechanikai hullám terjedési sebessége vízben 1500 m/s, levegőben 340 m/s. Mekkora a levegőnek vízhez viszonyított törésmutatója? A víz felszínéhez képest mekkora szögben foly-tatja az útját a hullám, ha a vízből a felületre 30° beesési szögben érkezik?

_______________

?

?

30

s

m 340

s

m 1500

:

,

=

=

=

=

=

γ

α

vízlevegő

o

levegő

víz

n

c

c

adatok

a

A törésmutatót a sebességek segítségével számítjuk ki:

41.4

s

m 340

s

m 1500

, ===levegő

víz

vízlevegőc

cn

A törés törvénye segítségével kiszámítjuk a törési szöget:

vízlevegőn ,sin

sin=

β

α

Ebből sinβ-t kifejezve:

1134.041.4

30sinsinsin

,

===o

vízlevegőn

αβ

Szögvisszakereséssel meghatározható a β szög: β=6.52o. A feladat azonban nem a törési szöget kérdezte, hanem a vízfelszínnel bezást szöget. Így γ=90o-6.52o=83.08o. TKV.: 41.o.

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Egy hullám terjedésének iránya 15°-os szöget zár be a visszaverő felülettel. Mekkora szö-get zár be a beeső hullám terjedési iránya a visszavert hullám terjedési irányával? 2. 650 Hz frekvenciájú hullám új közegbe érve 1 cm-rel megváltoztatja a hullámhosszát. Mekkora a terjedési sebesség megváltozása?



3. Ultrahanggal mérik a tenger mélységét. Milyen mély a tenger, ha az ultrahang 0,5 s alatt ér vissza és a terjedési sebessége a tengervízben 1400 m/s? 4. Egy sziréna tárcsáján 16 nyílás van. A tárcsa másodpercenként 8 fordulatot tesz meg. Mek-kora a sziréna által gerjesztett hang hullámhossza (c =340 m/s) 5. Ha a hullám a hullámtanilag sűrűbb közegből zérustól különböző szöggel lép a hullámtani-lag ritkább közegbe, akkor a törési szög A) mindig nagyobb lesz, mint a beesési szög; B) mindig kisebb lesz, mint a beesési szög; C) megegyezik a beesési szöggel; D) értéke éppen π/2 lesz egy adott beesési szögnél (határszög). Melyik állítás igaz? 6. Az alábbi állítások a hullámok teljes visszaverődésére vonatkoznak. Melyik állítás hamis? A) Akkor jöhet létre teljes visszaverődés, ha a hullám a hullámtanilag sűrűbb közegből a hul-lámtanilag ritkább közeg felé halad. B) Teljes visszaverődés esetén a beesési szög nagyobb a határszögnél. C) Akkor jöhet létre teljes visszaverődés, ha a hullám a hullámtanilag ritkább közegből a hul-lámtanilag sűrűbb közegbe lép. D) Teljes visszaverődés esetén a visszaverődési szög nagysága megegyezik a beesési szög nagyságával. 7. A Balaton azon partszakaszán, ahol a víz a part felé fokozatosan sekélyebb lesz, a hullámok a parttal párhuzamosan érkeznek, annak ellenére, hogy a szél nem merőlegesen fúj a part felé. Mivel magyarázható ez a tapasztalat? 8. Az Y alakú gumikötél egyenlő hosszú szárait azonos frekvenciával, amplitúdóval és ellen-tétes fázisban mozgatják. Milyen mozgás jön létre a harmadik ágban?




1. Ábrán mutasson be egy kötélen kialakult állóhullámot, s jelölje be rajta a csomó-pontokat és duzzadóhelyeket!

2. Ismertessen egy kísérletet, mellyel a felületi hullámok visszaverődése vizsgálható!

3. Egy hullám terjedésének iránya 15°-os szöget zár be a visszaverő felülettel. Mek-

kora szöget zár be a beeső hullám terjedési iránya a visszavert hullám terjedési irányával?

Jó, közepes szint 4. Milyen feltételek mellett jön létre teljes visszaverődés? 5. Egy mechanikai hullám terjedési sebessége vízben 1500 m/s, levegőben 340 m/s.

Mekkora a levegőnek vízhez viszonyított törésmutatója? A víz felszínéhez képest mekkora szögben folytatja az útját a hullám, ha a vízből a felületre 30° beesési szögben érkezik?

Jeles szint 6. 650 Hz frekvenciájú hullám új közegbe érve 1 cm-rel megváltoztatja a hullám-

hosszát. Mekkora a terjedési sebesség megváltozása?

FIZIKA III. 6. lecke - hangtan 38


6. lecke - hangtan

I. Témák 18.11 A hang keletkezése, jellemzői 18.12 A hang hullámtulajdonságai 18.13 Húrok által keltett hangok 18.14 a zene fizikája 18.15 A Doppler-effektus

II. Amiről szó lesz… Egyik legfontosabb információforrásunk a hang. Szó lesz arról, hogyan kelthető hang, mi a tiszta zenei hang, a zenei hang és a zörej. Három fő jellemzője van a hangnak: hangerő, hangmagasság és hangszín. A hang hullámtulajdonságainak köszönhető néhány érdekes ter-jedési jelensége. Szó lesz a lebegés jelenségéről is. A húron keletkezett hangok kapcsán felbukkan az alaphang és a felhang fogalma. A zene fizikájában megkülönböztetjük a konszonáns és disszonáns hangokat. Meg-tudhatja, hogyan épülnek fel egyes hangskálák. Végezetül egy nagyon fontos, sokoldalúan felhasználható jelenséggel, a Doppler-

effektussal ismerkedhet meg.





1. Adjon példát hang keltésére!. Magyarázza meg, ebben az esetben hogyan kelet-kezik hang!

2. Mekkora az emberi fül átlagos hallástartománya?



3. Mit nevezünk tiszta zenei hangnak, zenei hangnak, és zörejnek?

4. Mi adja a hang magasságát, erősségét és hangszínét?

5. Milyen módon bizonyítható, hogy a hang képes a hullámvisszaverődésre?

6. Ismertessen egy kísérletet a lebegés jelenségére!

7. Magyarázza meg a lebegés jelenségét!

8. Mit tud a húron keletkezett hangokról?

9. Mikor mondjuk azt hogy két, vagy több hang disszonáns, illetve konszonáns?



10. Ismertessen egy kísérletet, mellyel bemutatható a Doppler-effektus!

11. Magyarázza meg a Doppler-effektust!

12. Mi a Mach-kúp?


A ponty a hangmagasságot csak 400 és 800 Hz között képes megkülönböztetni. Mekkora ez a hullámhossztartomány, ha a hang terjedési sebessége vízben 1500 m/s?

21

víz

21

2

1

s

m 1500c

f

Hz 800

400

:

λλλ ≤≤

=

≤≤

=

=

ff

f

Hzf

adatok

___________

?

?

2

1

=

=

λ

λ

A frekvencia és a sebesség segítségével kiszámíthatóak a megfelelő hullámhossz értékek:

f

cfc =→⋅= λλ

m 75.3Hz 400

s

m 1500

11 ===

f

cvízλ

m 875.1Hz 800

s

m 1500

22 ===

f

cvízλ

mm 75.3875.1 ≤≤ λ TKV.: 47.o.



V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. A dürgő fajdkakas nászénekét az ember igen halknak hallja. A leghangosabban a számunk-ra hall hatatlanul mély „kontrabasszusban” énekel, tehát infrahangon. Így az ellenség, a hiúz és a farkas nem hallja meg, annál inkább érzékeli a kiválasztott tyúk. Mekkora a frekvenciája, ha a hullám- hossza 34 m (vegyük a hang sebességét: c = 340 m/s-nak)? 2. Melyik állítás hamis? A) A hanghullámok esetén a részecskék transzverzális (keresztirányú) rezgéseket végeznek. B) A hang terjedési sebessége a különböző közegekben különböző. C) A hanghullámok terjedéséhez közvetítő közegre van szükség. 3. Az alábbi állítások ugyanabban a közegben terjedő hanghullámokra vonatkoznak. Közülük melyik az igaz állítás? A) Ha a hang frekvenciája nagyobb, akkor nagyobb a hullámhossza is. B) Ha a hang frekvenciája kisebb, akkor a hullámhossza nagyobb. C) A hang frekvenciája és hullámhossza független egymástól. 4. A hang a tó vízében 5,8 másodperccel hamarabb érkezik a szemben lévő partra, mint leve-gőben. A hang terjedési sebessége levegőben 340 m/s‚ vízben 1500 m/s. Mekkora a mérés helyén a tó szélessége? 5. Az emberek a néhány ezer méter magasan haladó repülőgépet zajának irányában próbálják keresni szemükkel az égbolton, de hiába. Végül néhány másodperc múlva megtalálják a zaj-forrás irányától távolabb. Miért?




1. Adjon példát hang keltésére!. Magyarázza meg, ebben az esetben hogyan kelet-kezik hang!

2. Mi adja a hang magasságát, erősségét és hangszínét? 3. A dürgő fajdkakas nászénekét az ember igen halknak hallja. A leghangosabban a

számunkra hall hatatlanul mély „kontrabasszusban” énekel, tehát infrahangon. Így az ellenség, a hiúz és a farkas nem hallja meg, annál inkább érzékeli a kivá-lasztott tyúk. Mekkora a frekvenciája, ha a hullám- hossza 34 m (vegyük a hang sebességét: c = 340 m/s-nak)?

Közepes szint

4. Magyarázza meg a lebegés jelenségét! Jó, jeles szint

5. Magyarázza meg a Doppler-effektust! 6. A hang a tó vízében 5,8 másodperccel hamarabb érkezik a szemben lévő partra,

mint levegőben. A hang terjedési sebessége levegőben 340 m/s‚ vízben 1500 m/s. Mekkora a mérés helyén a tó szélessége?


A 7., 8., 9., és 10. leckék vázlata

OPTIKA

FÉNYFORRÁSOK

ELSŐDLEGES MÁSODLAGOS

JELENSÉGEK

VISSZAVERŐDÉS TÖRÉS ELHAJLÁS INTERFERENCIA POLARIZÁCIÓ

DIFFÚZ VISSZAVERŐDÉS

ESZKÖZÖK

TÜKRÖK

SÍK HOMORÚ DOMBORÚ

LENCSÉK GYŰJTŐ SZÓRÓ

NEVEZETES SUGÁRMENETEK

TÜKRÖKRE (4) LENCSÉKRE (3)

LEKÉPEZÉSI TÖRVÉNY

ÖSSZETETT ESZKÖZÖK TÁVCSŐ MIKROSZKÓP SZEM FÉNYKÉPEZŐGÉP SZÁLOPTIKA

SZÍNKÉPEK

ELNYELÉSI KIBOCSÁTÁSI

FIZIKA III. 7. lecke - optika 44


7. lecke - optika

I. Témák Bevezetés 19.1 Változó elektromos tér mágneses tere 19.2 Elektromágneses rezgések egyszerű rezgőkörben 19.3 Az elektromágnses hullám 19.4 Az elektromágneses hullámok spektruma Bevezetés 20.1 Fényforrások 20.2 A fény terjedése 20.3 Fénysugár 20.4 A fény terjedési sebessége 20.5 A fényvisszaverődés törvénye 20.6 Diffúz visszaverődés

II. Amiről szó lesz… Látszólag nagy leckével áll szemben, hiszen a „témák” között sok tankönyvi rész van megjelölve. A látszat azonban csal, mert ezek nagyon rövid részek. Ráadásul ehhez a lecké-hez nem tartozik feladat. Először arról fog olvasni, hogy a változó elektromos tér maga körül változó mágneses

mezőt kelt. Ez a változó mágneses mező maga körül változó elektromos mezőt kelt és így tovább. Az elektromos és mágneses mező tehát egymást kelti, s a térben képes haladni. Ez tulajdonképpen az elektromágneses hullám alapja. A továbbiakban a tankönyv bemutatja, hogy egy egyszerű rezgőkör (egy kondenzátor és vele sorosan kapcsolt tekercs) ha áramlökést kap, képes elektromágneses hullámot kelteni. Ezek után már kész a válasz. Az elektromágne-

ses hullám nem más, mit egymást keltő változó elektromos és mágneses mezők kapcsolódá-sa, mely a térben transzverzális hullámként haladni képes. Végezetül áttekintheti az elekt-

romágneses spektrumot. A további részek már optikával, vagyis fénytannal foglalkoznak. Rövid történeti beve-zető után megtanulhatja az elsődleges fényforrás és a másodlagos fényforrás fogalmát. Majd beláthatja, hogy a fény homogén (egyenletes) közegben egyenes mentén terjed, s ennek kö-vetkezménye az árnyékhatás és az, hogy egyszerűbb esetekben a fény helyett csak egy fény-

sugár vizsgálata elég. Végezetül elolvashatja, hogyan határozták meg a fény vákuumbeli ter-

jedési sebességét. Az utolsó részben a fénytörés törvényét ismertetjük, s szó esik a diffúz visszaverődés-

ről..


meghatározását! • Alá is húzhatja ezeket a könyvben.



• Válaszoljon az „irányított feldolgozás” kérdéseire!


Az aláhúzott kérdések a minimumszinthez szükséges ismeretekre kérdeznek. 1. Mi az elektromágneses hullám?

2. Miből áll egy egyszerű rezgőkör, és mire képes?

3. Ismertesse az elektromágneses spektrumot, s röviden jellemezze az egyes tarto-mányokat!

4. Határozza meg az elsődleges és a másodlagos fényforrás fogalmát, s említsen pél-dákat is!

5. Magyarázza meg az árnyékjelenséget a fény terjedési tulajdonságával!

6. Adja meg a fény terjedési sebességét vákuumban m/s-ban, és számolja át km/h-ba is!

7. Mi történik a fénnyel két közeg határán?



8. Adja meg a fényvisszaverődés törvényét! Használjon ábrát és a szükséges szakki-fejezéseket (beeső fénysugár, beesési szög, stb…)

9. Mikor jön létre diffúz visszaverődés



8. lecke - optika

I. Témák 20.9 Visszaverődés görbe felületekről 20.10 Homorú gömbtükör 20.11 Domború gömbtükör 20.12 A fénytörés törvénye 20.13 Teljes visszaverődés 20. 14 A planparalel lemez 20.15 A prizma 20.16 Az optikai lencsék 20.17 A gyűjtőlencse 20.18 A szórólencse 20.19 A lencsék fókusztávolsága

II. Amiről szó lesz… Ez a lecke is megtévesztő: a sok téma nem arányos az anyag nagyságával. A homorú és domború gömbtükrök képalkotásának vizsgálatához szükség van un.: nevezetes sugármenetekre, azaz mindkét esetben 4-4 olyan fénysugárra, melynek biztosan ismerjük az útját. Ezeket a sugármeneteket meg kell tanulni. Mivel a fény elektromágneses hullám, rendelkezik a hullámtulajdonságokkal, vagyis a fény nemcsak visszaverődni, de megtörni is tud, sőt teljes visszaverődésre is képes. A fénytörés törvénye alapján érthető meg a planparalel lemez (síküveg) torzítása, a prizma speciális fénytörése és a lencsék működése (ezért a lencséket gyakran refraktornak: „törőnek” is nevezik). A szóró és gyűjtő lencsék esetében is lesz 3-3 nevezetes sugármenet. Végezetül megismer egy olyan képletet, mely segítségével a lencse 3 adata alapján kiszámítható a lencse fókusztávolsága.





1. Mikor beszélünk homorú gömbtükörről?



2. Adja meg rajzon és szöveggel is a homorú gömbtükör könnyen szerkeszthető ne-vezetes fénysugarait!

3. Mit tud a homorú és a domború tükrök fókusztávolságáról?

4. Mikor beszélünk domború gömbtükörről?

5. Adja meg rajzon és szöveggel is a domború gömbtükör könnyen szerkeszthető nevezetes fénysugarait!

6. Adja meg a fénytörés törvényét (más néven: Snellius-Descartes törvény)! Hasz-náljon ábrát!

7. Mit tud a fény teljes visszaverődéséről?

8. Mit nevezünk planparalel lemeznek, s milyen optikai torzítása van?



9. Ábrán mutassa be: az üvegprizma hogyan töri meg a levegőből érkező fény útját

10. Rajzoljon le 4-féle optikai lencsét!

11. Adja meg rajzon és szöveggel is a homorú lencse (szórólencse) könnyen szer-keszthető nevezetes fénysugarait!

12. Adja meg rajzon és szöveggel is a domború lencse (gyűjtőlencse) könnyen szer-keszthető nevezetes fénysugarait!

13. Milyen összefüggéssel számítható ki vékony lencsék fókusztávolsága? Magyaráz-za a képletben szereplő mennyiségeket!

14. Mi a dioptria?

IV. Kidolgozott feladat TKV.: 74.o

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez!



1. Mekkora a 30 cm hosszú vonalzó árnyéka a vele párhuzamos, tőle 40cm távolságban tévő ernyőn, ha az ernyőtől 80 cm távolságra lévő pontszerű fényforrás világítja meg? 2. Az 1,52 törésmutatójú üvegből 2 dioptriás sík- domború lencsét készítünk. Mekkora legyen a görbületi sugara? (26 cm) 3. Melyik állítás helyes az alábbiak közül? A) A fény terjedési sebessége vízben és levegőben egyaránt 300000 km/s. B) A tény terjedési sebessége vákuumban a legnagyobb. C) A fény terjedési sebessége vákuumban függ a fény hullámhosszától. 4. A Naprendszer ma ismert legtávolabbi bolygója a Plútó, amelyhez a fény a Naptól 5 óra 28 perc alatt ér el. Hány kilométerre van a Plútó a Naptól? 5. •Hány év alatt jut el a fény a Tejútrendszer egyik szélétől a másikig, ha galaxisunk hozzá-vetőleges átmérője 181042.1 ⋅ km? 6. A mellékelt ábrák az optikai kábelen áthala-dó fénysugarat mutatják be. Válassza ki közü-lük azt, amelyik biztosan rossz! 7. Keresse meg a hibás állítást! A) Ha a fény ritkább közegből megy sűrűbb közegbe, akkor a beesési szög nagyobb a törési szögnél. B) A teljes visszaverődésnél a fény az optikai-lag sűrűbb közegben marad. C) Ha a fény a sűrűbb közegből szöget bezáróan halad a ritkábba, akkor nem mindig törik meg. D) Ha a fény a közeghatáron merőlegesen halad át, akkor nem törik meg. 7. Adjon javaslatot a szigonnyal halra vadászó, gyakorlatlan halásznak, hogy az előtte úszó halra hogyan célozzon. A) A hal irányába dobja a szigonyt! B) A hal alá dobja a szigonyt! C) A hal fölé dobja a szigonyt! A helyes megoldást rajzon is indokolja! 8. Miért hunyorognak a csillagok? A válaszok közül csak egy fogadható cl. Melyik az? A) Azért hunyorognak, mert a csillagok fényereje állandóan változik. B) A csillagok nem hunyorognak, mert azok forró égitestek, csak a bolygók, mert azoknak nincs saját fényerejük, fényüket a Naptól kapják. C) A Föld légkörének változó törésmutatója miatt.




1. Mi az elektromágneses hullám? 2. Határozza meg az elsődleges és a másodlagos fényforrás fogalmát, s említsen pél-

dákat is! 3. Melyik állítás helyes az alábbiak közül?

A) A fény terjedési sebessége vízben és levegőben egyaránt 300000 km/s. B) A tény terjedési sebessége vákuumban a legnagyobb. C) A fény terjedési sebessége vákuumban függ a fény hullámhosszától. Közepes szint

4. Mit tud a fény teljes visszaverődéséről? 5. Ismertesse az elektromágneses spektrumot, s röviden jellemezze az egyes tarto-

mányokat! Jó, jeles szint

6. Miből áll egy egyszerű rezgőkör, és mire képes? 7. Mekkora a 30 cm hosszú vonalzó árnyéka a vele párhuzamos, tőle 40cm távol-

ságban tévő ernyőn, ha az ernyőtől 80 cm távolságra lévő pontszerű fényforrás világítja meg?



9. lecke - optika

I. Témák 20.20 Leképezéssel kapcsolatos fogalmak 20.21 A síktükör képalkotása 20.22 A domború gömbtükör képalkotása 20.23 A homorú gömbtükör képalkotása 20.24 A szórólencse képalkotása 20.25 A gyűjtőlencse képalkotása 20.26 A gömbtükrök és vékony lencsék leképezési törvénye

II. Amiről szó lesz… Alapfogalmakkal indul a lecke: kép, tárgy, valódi kép, látszólagos kép, képtávolság,

tárgytávolság, nagyítás Az előző lecke megalapozta az egyszerű optikai eszközök (lencséket és tükröket együtt így nevezhetjük) képalkotásának vizsgálatát. Megtanulja, hogyan lehet megszerkeszte-

ni egy tárgy tükörben, vagy lencse által keletkezett képét. Eközben találkozunk a nagyítás

kiszámítási képletével. A leképezési törvény arra szolgál, hogy ismert optikai eszköz és tárgy esetén szerkesz-tés nélkül, csupán számolás útján meghatározzuk a keletkezett kép helyét, méretét, minőségét.





1. Egy optikai eszköz által létrehozott képről mikor mondjuk, hogy valós, illetve lát-szólagos (virtuális)?

2. Mit értünk tárgytávolság, képtávolság és nagyítás alatt?



3. Mikor mondhatjuk, hogy a keletkezett kép a tárggyal egyező állású, vagy fordí-tott állású?

4. Jellemezze a síktükörben keletkező képet!

Minősége: látszólagos kép Állása: egyező állású Nagysága: nem nagyított, nem kicsinyített – azonos méretű a tárggyal

5. Ismertesse a leképezési törvényt! Magyarázza az egyenletben szereplő kifejezése-

ket! Milyen előjel szabályok érvényesülne?

6. Soroljon fel 5 optikai eszközt.

7. Válasszon egyet az optikai eszközök közül, s részletezze róla való tudását!


Szerkessze meg egy a homorú gömbtükör egyszeres és kétszeres fókusztávolsága között lévő

tárgy képét! Jellemezze a keletkezett képet! Egy tárgy képének megszerkesztésé-hez elegendő a tárgy egy pontjából kiinduló két különböző nevezetes su-garat alapul venni. A homorú gömbtü-kör esetében 4 nevezetes sugármenet van. Ebből bármely kettőt választhat-juk: Az 1. sugár az optikai tengellyel pár-

huzamosan érkezik, s a szabály szerint

visszaverődés után a fókuszponton

(gyújtóponton) halad tovább.

A 2. sugár az optikai középpontba ér-

kezik, s szabály szerint az optikai ten-

gelyre szimmetrikusan verődik vissza.

F

T

K

2F

1.

2.



Kép ott keletkezik, ahol a visszaverődő fénysugarak, vagy azok hosszabbításai metszik egy-mást. Ebben az esetben a visszaverődő fénysugarak hosszabbítás nélkül is metszik egymást, ez azt jelenti, hogy valódi kép keletkezik. A kép jellemzése: Minősége: valódi kép Állása: fordított állású Nagysága: nagyított, TKV.: 76.o. 20.47. ábra TKV.: 77.o. 20.49. és 20.50. áb-ra TKV.: 78. o. 20.51.-20.60. ábrák

Ezen ábrák egy-egy szerkesztési feladat megol-dásait tartalmazzák. Maga a feladat az ábrához tartozó szövegben található.

TKV.: 80.o

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Milyen messziről kell néznünk a homorú gömb- tükörbe, hogy arcunk egyenes állású képét a tiszta látás távolságában (25 cm) lássuk? A tükör sugara 1 m. 2. Egy gyűjtőlencse a tőle 20 cm távolságban lévő valódi tárgyról háromszor akkora látszóla-gos képet ad. Mekkora a fókusztávolsága? 3. A nagy távolságra levő csillagok távcsővel megügyelve is csak fénylő pontnak látszanak. Mi indokolja akkor a távcsővel való megfigyelésüket? Az alábbi válaszok között van egy ha-mis. Melyik az? A) A távcsőbe nagyobb felületen érkezik be a csillagokról a fény, mintha csak szabad szem-mel vizsgálnánk. A csillagról érkező fénymennyiséget a távcső összegyűjtve bejuttatja a sze-münkbe, így a gyenge fényű csillagok is jól megfigyelhetők. B) A szabad szemmel egy fénypontként észlelt, több csillagból álló égi objektumok távcsővel sokszor részleteikben is megfigyelhetők. C) A távcsöves megfigyelést nem zavarja a többi csillag, mert a távcső csak a megfigyelni kívánt csillagra irányul. 4. Az alábbi kijelentések arra vonatkoznak, hogy szabad szemmel vagy messzelátóval látunk-e távolabb. A vélemények közül válassza I a helyeset! A) Nem látunk messzebbre messzelátóval sem, csak a távoli tárgyak részletei jobban kirajzo-lódnak. B) Messzebbre látunk messzelátóval, hiszen ez a nevében is benne van. C) Nappal nem, de este távolabb látunk messzelátóval, mint szabad szemmel.




1. Mit értünk tárgytávolság, képtávolság és nagyítás alatt?

2. Jellemezze a síktükörben keletkező képet! 3. Az alábbi kijelentések arra vonatkoznak, hogy szabad szemmel vagy messzelátó-

val látunk-e távolabb. A vélemények közül válassza I a helyeset! A) Nem látunk messzebbre messzelátóval sem, csak a távoli tárgyak részletei jobban kirajzolódnak. B) Messzebbre látunk messzelátóval, hiszen ez a nevében is benne van. C) Nappal nem, de este távolabb látunk messzelátóval, mint szabad szemmel.

Közepes szint

4. Milyen messziről kell néznünk a homorú gömb- tükörbe, hogy arcunk egyenes ál-lású képét a tiszta látás távolságában (25 cm) lássuk? A tükör sugara 1 m.

Jó, jeles zsint

5. Szerkessze meg egy a homorú gömbtükör egyszeres és kétszeres fókusztávolsága

között lévő tárgy képét! Jellemezze a keletkezett képet! 6. Ismertesse a leképezési törvényt! Magyarázza az egyenletben szereplő kifejezé-

seket! Milyen előjel szabályok érvényesülne?



10. lecke - optika

I. Témák 20.28 Színszóródás 20.29 Színkeverés 20.31 A geometriai optika határai 20.32 A fény interferenciája 20.35 A fény elhajlása 20.36 A fény polarizációja 20.37 Színképelemtés

II. Amiről szó lesz… Ebben a részben találja meg a magyarázatát annak, hogy a prizma miért bontja fel a fehér fényt a szivárvány színeire, azaz a szín spektrumra. Megismerkedik az additív és a szubtraktív színkeveréssel, s megértheti a tárgyak színének keletkezését. A következők részek a fény interferenciájáról és elhajlásáról szólnak. Ez a két jelen-ség tulajdonképpen bizonyítja a fény hullámtulajdonságát, melyet a polarizálhatóság is alá-támaszt. Végezetül a kibocsátási és az elnyelési színképeken keresztül megismerkedhet a szín-

képelemzéssel.





1. Ismertesse a fehér fény és prizma kísérletét! Ábrával szemléltesse a végered-ményt is.

2. Magyarázza meg, hogy a prizma miért bontja fel a fehér fényt a szivárvány színe-ire?



3. Hasonlítsa össze az additív és a szubtraktív színkeverést. Mondjon példát mind-két módszerre.

4. Hogyan keletkezik a tárgyak színe?

5. Ismertessen egy kísérletet, melyben a fény interferenciát mutat!

6. Ismertessen egy kísérletet, melyben a fény elhajlása figyelhető meg!

7. Mit bizonyít a fény polarizálhatósága?

8. Hogyan keletkezik elnyelési (abszorpciós színkép)?

9. Hogyan keletkezik kibocsátási (emissziós) színkép?



V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. A fényinterferencia megfigyelhetőségének egyik nélkülözhetetlen feltétele a koherencia. Mit jelent ez a kifejezés? Mikor koherens két hullám? A) Az azonos irányba haladó hullámok a koherens hullámok. B) Az állandó fáziskülönbségű hullámok a koherens hullámok. C) Az egyforma fényforrások fénye koherens. D) Ha két hullám frekvenciájának különbsége állandó, akkor a két hullám koherens. 2. Miért nem lehet interferenciajelenséget előállítani két egyforma izzólám pával? 3. A látható fény hullámhossztartománya nagyjából 400 nm-től 700 nm-ig terjed. Mekkora az 590 nm hullámhosszúságú sárga fény frekvenciája? 4. Látható-e a 14109 ⋅ Hz frekvenciájú elektromágneses hullámmal megvilágított tárgy? 5. A 490 nm hullámhosszúságú fénynyalábok 735 nm útkülönbséggel találkoznak. Mi lesz az interferencia eredménye?




1. Ismertesse a fehér fény és prizma kísérletét! Ábrával szemléltesse a végered-ményt is.

2. Hogyan keletkezik a tárgyak színe? 3. A látható fény hullámhossztartománya nagyjából 400 nm-től 700 nm-igterjed.

Mekkora az 590 nm hullámhosszúságú sárga fény frekvenciája? Közepes szint

4. Hogyan keletkezik elnyelési (abszorpciós színkép)? Jó jeles szint

5. A 490 nm hullámhosszúságú fénynyalábok 735 nm útkülönbséggel találkoznak. Mi lesz az interferencia eredménye?

6. Mit bizonyít a fény polarizálhatósága?


A 11., és 12. leckék vázlata

ATOMFIZIKA

NEVEK

EINSTEIN BOHR PLANCK HEISENBERG NEUMANN

FÉNY KETTŐS TERMÉSZETE

HULLÁM RÉSZECSKE

FOTOEFFEKTUS COMPTON SZÓRÁS

ELEKTRON KETTŐS TERMÉSZETE

INTERFERENCIA

DE BROGLIE HULLÁMHOSSZ

vm

h

⋅=λ

ATOMMODELLEK

RUTHERFORD BOHR

KVANTUMSZÁMOK

FŐ MELLÉK MÁGNESES SPIN

PERIÓDUSOS RENDSZER PAULI ELV

FIZIKA III. 11. lecke - atomfizika 61


11. lecke - atomfizika

I. Témák Bevezetés 21.1 A modern fizika megszületésének főbb állomásai 21.2 A fényelektromos hatás 21.3 A fény részecsketermészete 21.4 A fény hullám-részecske kettős viselkedése

II. Amiről szó lesz… Ez a lecke már a XX. században diadalútján induló modern fizikáról szól. Rövid tör-téneti bevezető után megismerkedhet a Thomson-féle atommodellel és az energiakvantum fogalmával. Einstein híres 2

cmE ⋅= egyenletének értelmezésével is találkozni fog. Einstein adta meg a fényelektromos hatás (fotoeffektus) magyarázatát is (ezért Nobel-díjat is kapott). A fotoeffektus és Compton szórási kísérletei azt támasztják alá, hogy a fény nem csak hul-lámként, hanem részecskeként is tud viselkedni. A fizika nem találta magát szembe soha ily nagy mértékű ellentmondással. A fény tehát hullám is és részecske is. Bizonyos kísérletekben (fotoeffektus, Compton-szórás) úgy viselkedik, mintha részecskékből, energiaadagokból áll-na, míg más kísérletekben (interferencia) hullámként vesz részt. A lecke feladataiban és szövegeiben igen sokféle mértékegység szerepel. A köztük

való eligazodáshoz használja a függvénytáblázatot!





1. Ismertesse a Thomson-féle atommodellt!

2. Mi volt Planck elméletének alapgondolata?

3. Írja fel Einstein tömeg-energia ekvivalencia egyenletét és adja meg jelentését!



4. Mi a fényelektromos hatás (fotoeffektus)?

5. Írja fel a fotoeffektusra vonatkozó Einstein-formulát, és magyarázza segítségével a jelenséget!

6. Hogyan működik a fotocella?

7. Ismertesse a Compton kísérletet!

8. Mit támaszt alá a Compton kísérlet?

9. Röviden határozza meg, hogy mi a fény a modern fizika szemszögéből!




Mekkora az energiája az 500 nm hullámhosszúságú zöld fény egy fotonjának J és eV egységben?

_______________________________

?

sebessége) désifény terje (a 103s

m 300000000

s

km 300000c

állandó)(Planck Js 1063.6

10510500nm 500

:

8

34

79-

=

⋅===

⋅=

⋅=⋅==−

−

ε

λ

s

m

h

mm

adatok

A planck-féle hipotézist kell használnunk: fh ⋅=ε

Az egyenletben a fény frekvenciája szerepel, de ez kifejezhető a fény, mint hullám sebességé-nek egyenletéből (ld.: 4. lecke)

Hz 106s

1 106

105

103c

f 14147

8

⋅=⋅=⋅

⋅

==⇒⋅=−

m

s

m

fcλ

λ

Az atomfizikában gyakran használják az elektronvolt-ot, mint energia mértékegységet: J 106.1 1 19−⋅=eV

eVJHzfh 49.210978.3106Js1063.6 191434 =⋅=⋅⋅⋅=⋅= −−ε

Ezüsttel végzett fényelektromos kísérletben mekkora a küszöbhullámhossz, ha az ezüst kilépési munkája 4,74 eV?

___________________________

?

109m

Js 1063.6

k)elektronna kilépő a sebességet ad nem és

biztosítjakilépést acsak épp energiájafény zú hullámhoss küszöb (a s

m0v

J 107.584eV 74.4

:

31-

34

19-

=

⋅=

⋅=

=

⋅==

−

λ

kg

h

W

adatok

ki

A fényelektromos egyenletet használjuk a feladat megoldásához:

HzJs

Js

mkg

h

Wmv

Wmvfhki

ki

1534

19312

2 1014.11063.6

10584.701092

1

2

1

f 2

1⋅=

⋅

⋅+⋅⋅⋅

=+

=⇒+=⋅−

−−

A frekvenciából könnyen számítható a hullámhossz:

nmmHz

s

m

fc 2631063.21014.1

103

f

c 7

15

8

=⋅=⋅

⋅

==⇒⋅= −λλ



V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Mekkora a hullámhossza annak a fotonnak, amelynek energiája 1 eV? 2. A kálium kilépési munkája 2,26 eV. Adjuk meg a fényelektromos hatás határhullámhosszát erre a fémre! 3. A volfrámban a fényelektromos jelenség csak akkor észlelhető, ha azt 275 nm-nél rövidebb hullámhosszúságú ultraibolya fénnyel világítjuk meg. Mekkora a volfrám kilépési munkája aJ-ban? (az aJ neve attojoule JaJ

18101 −= ) 4. Mekkora a fotóelektronok maximális sebessége, ha a cinkből készített fotókatódot

Hz14104.7 ⋅ frekvenciájú ultraibolya fénnyel világítjuk meg? A cink kilépési munkája 4,29

eV. 5. Hány nJ energiának felel meg egy proton nyugalmi tömege? (az nJ neve nanojoule,

JnJ9101 −= )

5. Mekkora a 10 GeV mozgási energiájú proton tömege? (a GeV neve gigaelektronvolt,

JeVGeV99 106.1101 −⋅== )




1. Írja fel Einstein tömeg-energia ekvivalencia egyenletét és adja meg jelentését! 2. Mi volt Planck elméletének alapgondolata? 3. Mekkora az energiája az 500 nm hullámhosszúságú zöld fény egy fotonjának J és

eV egységben? Közepes szint

4. Ezüsttel végzett fényelektromos kísérletben mekkora a küszöbhullámhossz, ha az

ezüst kilépési munkája 4,74 eV? Jó, jeles szint

5. Mekkora a fotóelektronok maximális sebessége, ha a cinkből készített fotókató-dot Hz

14104.7 ⋅ frekvenciájú ultraibolya fénnyel világítjuk meg? A cink kilépési munkája 4,29 eV.



12. lecke - atomfizika

I. Témák 21.6 Az elektron hullámtermészete 21.7 Az elektronmikroszkóp 21.8 Az α-szórási kísérlet és a Rutherford-féle atommodell 21.9 Vonalas színképek és energiaszintek, az atom Bohr-modellje 21.10 Kvantumszámok 21. A Pauli-elv. A priódusos rendszer értelmezése.

II. Amiről szó lesz… A természetben található szimmetria alapján de Broglie feltételezte, majd be is bizo-nyította, hogy nemcsak a fény képes részecskeként is viselkedni, hanem a részecskék is képe-

sek hullámként haladni. Broglie egy képletet is adott, mely segítségével kiszámítható egy

részecske un.: Broglie-hullámhossza. A kvantumfizika egyik nagyszerű alkalmazása az elektronmikroszkóp, mellyel több tízezerszeres nagyítás is létrehozható. Rutherford He-atommag (α-részecske) szórási kísérletében minden addiginál ponto-sabb képet festett az atomokról, melyet bolygómodellként nevez az utókor. Bohr fejlesztette tovább ezt a modellt, amikor feltételezte, hogy az elektronok az atommag körül csak szigo-

rúan meghatározott pályákon lehetnek, nem akárhol. A 3 alapvető fő-, mellék, és mágneses kvantumszám szolgál az atomban lévő elektro-nok azonosítására. Ezeken alapul a Pauli-elv. A kvantumszámok alapján tekinthető át a periódusos rendszer szerkezete.





1. Hogyan számíthatjuk ki egy elektron hullámhosszát? (vagyis adja meg a de Broglie törvényt!



2. Egy sematikus ábrával magyarázza az elektronmikroszkóp működését!

3. Ismertesse Rutherford szórási kísérletét!

4. Ismertesse a Rutherford-féle atommodell (bolygómodell) megállapításait!

5. Miben más a Bohr-féle atommodell?

6. A Bohr-féle modell segítségével magyarázza az emissziós és abszorpciós színké-pek keletkezését!

7. Milyen képlettel számíthatjuk ki egy atomból elektronátmenet során kisugárzott foton energiáját?

8. Adja meg a 3 kvantumszámot! Melyik mit határoz meg?

9. Mivel kapcsolatos egy elektron spinkvantumszáma?

10. Fogalmazza meg a Pauli-elvet!



IV. Kidolgozott feladatok TKV.: 120.o TKV.: 127. o.

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Mekkora energiájúak az 1,54 l0-10 m hullám hosszúságú röntgenfotonok? 2. Mekkora azoknak az elektronoknak a de Broglie hullámhossza, melyeket 400V feszültség-gel gyorsítottak? Mekkora az ugyanilyen feszültséggel gyorsított protonok de Broglie-hullámhossza? 3. Becsülje meg saját de Broglie-hullámhosszát, ha 6 m/s sebességgel fut! A kapott számérté-ket tekintve magyarázza meg, miért nem mutat hullámszerű viselkedést!




1. Hogyan számíthatjuk ki egy elektron hullámhosszát? (vagyis adja meg a de Broglie törvényt!

2. Ismertesse a Rutherford-féle atommodell (bolygómodell) megállapításait! 3. Becsülje meg saját de Broglie-hullámhosszát, ha 6 m/s sebességgel fut! A kapott

számértéket tekintve magyarázza meg, miért nem mutat hullámszerű viselkedést! Jó, közepes szint

4. Mekkora azoknak az elektronoknak a de Broglie hullámhossza, melyeket 400V feszültséggel gyorsítottak? Mekkora az ugyanilyen feszültséggel gyorsított proto-nok de Broglie-hullámhossza?

Jeles szint

5. A Bohr-féle modell segítségével magyarázza az emissziós és abszorpciós színké-pek keletkezését!


A 13., és 14. leckék vázlata

ATOMMAG-FIZIKA

ALKOTÓK

JELLEMZŐK

ATOMMAG

TÖMEGSZÁM RENDSZÁM NEUTRONSZÁM

PROTON NEUTRON

NUKLEÁRIS (ERŐS) KÖLCSÖNHATÁS

TÖMEGHIÁNY (DEFEKTUS)

KÖTÉSI ENERGIA

RADIOAKTÍV SUGÁRZÁS

α-SUGÁR β-SUGÁR γ-SUGÁR

BOMLÁSI TÖRVÉNY

MAGHASADÁS

LÁNCREAKCIÓ ATOMREAKTOR (ERŐMŰ) ATOMBOMBA

MAGFÚZIÓ

FIZIKA III. 13. lecke – atommagfizika 71


13. lecke – atommagfizika

I. Témák Bevezetés 22.1 Az atommagot összetartó kölcsönhatás, és erő 22.2 A kötési energia 22.3 Radioaktív bomlások 22.4 A felezési idő

II. Amiről szó lesz… A továbbiakban az atom mélyére nézünk. A következő leckék középpontjában már nem az atom, hanem annak a része, az atommag áll. Az atom atommagból és elektronhéjból áll. Az atommagot a neutronok és protonok (közös néven nukleonok) alkotják, míg az elektronhéjat az elektronok. Egy atommagot jelle-mez a rendszám és a tömegszám. Egyes atomoknak vannak izotópjai. Az atommag nukleonjait az un. erős kölcsönhatás, más néven a nukleáris kölcsönha-

tás tartja össze, melynek 4 fontos jellemzője van. Amikor a nukleonok összeállnak egy atommaggá, tömeghiány (tömegdefektus) lép fel, s ez adja az atommag kötési energiáját. A természet legstabilabb atommagja a vas (Fe), mert az ő kötési energiája a legerősebb. A vasnál nehezebb és könnyebb atommagok is töre-kednek a vas stabil állapotát elérni: „minden atommag vas akar lenni” Henri Becquerel (onri bekerel), Marie Curie (márí kürí) és férje Pierre Curie munkája alapozta meg a radioaktív sugárzások vizsgálatát. Észrevették, hogy egyes atommagok külö-nös sugárzást bocsátanak ki magukból. Ez a sugárzás 3 összetevőből áll, melyet α-, β-, γ-

sugárzásnak neveztek. Radioaktív sugárzás során maga az atommag átalakul, s más atom-mag lesz belőle. Ennek gyorsaságát jellemzi a felezési idő, melynek segítségével felírható a bomlási törvény.





1. Adja meg a rendszám, tömegszám és izotóp fogalmakat!



2. Ismertesse az atommag nukleonjait egybetartó nukleáris erő 4 tulajdonságát!

3. Ismertesse a tömegdefektus jelenségét! Mi történik a tömeghiánnyal?

4. Mit tud a vasról magfizikai szemszögből?

5. Milyen jelenséget nevezünk radioaktív bomlásnak?

6. Jellemezze az α-sugárzást! (miből áll, tömegszám, rendszám, mit okoz a kibocsá-tó atommagban, milyen a hatótávolsága?)

7. Mi a pozitron?

8. Jellemezze a β-sugárzást (miből áll, mit okoz a kibocsátó atommagban, milyen a hatótávolsága?)

9. Jellemezze a γ-sugárzást (miből áll, mit okoz a kibocsátó atommagban, milyen a hatótávolsága?)

10. Definiálja a felezési időt!



11. Adja meg a bomlási törvényt!

12. Ismertesse az aktivitás definícióját!


Mekkora a Th228

90 (tórium) rendszáma, tömegszáma, neutronjainak száma?

A tórium vegyjele a Th, mellyel a periódusos rendszerben jelölik. Szokás szerint a vegyjel bal alsó sarka a rendszámot, bal felső sarka a tömegszámot jelöli. A Th rendszáma tehát: Z=90, tömegszáma A=228. Mivel a tömegszám a nukleonok (neutronok és protonok) számát jelöli, a neutronok száma: N=A-Z=138. A Bi

21283 (bizmut) felezési ideje 60 perc.

a.)Hány részecskét bocsát ki 2 óra alatt, ha kezdetbe 1 mol-nyi bizmut volt? b.)Mennyi idő múlva marad meg csak tizede a kiinduló anyagnak? a.)

___________________

?

106.0.)

?.)

106

1202

60

:

23

230

=

⋅=

=′

⋅=

==

=

t

Nb

Na

N

percht

percT

adatok

A bomlási törvényt kel használnunk: T

t

NN

0 2−

⋅= . Ebben a törvényben N jelenti a t

idő múlva megmaradt részecskék számát. N’=No-N

23perc 60

perc 120

23 105.12106 ⋅=⋅⋅=−

N N’= 232323 105.4105.1106 ⋅=⋅−⋅ b.) A bomlási törvényből a t időt kell kifejeznünk. A bomlási törvény a t-re, mint ismeretlenre exponenciális egyenlet, így mindkét oldal logaritmusát véve tudjuk a t-t kifejezni:

T

t

0

T

t

0

T

t

0

2lglglg

)2lg(lgN

/lg2

−

−

−

+=

⋅=

⋅=

NN

N

NN



2lglglg

2lglglg

0

0

T

tNN

T

tNN

−=−

−=

T

tNN−=

−

2lg

lglg 0

tNN

T =−

⋅−2lg

lglg 0

percperct 1992lg

106lg106.0lg60

2323

=⋅−⋅

−=

V. Feladatok

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Mekkora a tömegszáma az U

23692 izotópnak?

A)92; 6) 144; C) 236; D) 328. 2. Mekkora a rendszáma az U

23692 izotópnak?

A) 92; B) 144; C) 236; D) 32. 3. Hány neutron van az U

23692 izotóp atommagjában?

A) 92; B) 144; C) 236; D) 328. 4. A Po

21084 mag α-bomlással átalakul. Milyen elem keletkezik?

5. A 13-as tömegszámú nitrogén pozitív béta-bomlással szénné alakul. A felezési idő 10 perc. Mennyi nitrogénatom marad a kiindulási 8 molból 1 óra elteltével? 6. Mennyi idő alatt bomlik el a Pb

21482 (ólom) radioaktív izotóp 75%-a, ha a radioaktív bomlás

felezési ideje 26.8 perc?




1. Adja meg a rendszám, tömegszám és izotóp fogalmakat! 2. Jellemezze az α-sugárzást! (miből áll, tömegszám, rendszám, mit okoz a kibocsá-

tó atommagban, milyen a hatótávolsága?) 3. Mekkora a Th

22890 (tórium) rendszáma, tömegszáma, neutronjainak száma?

Közepes, jó szint

4. Adja meg a bomlási törvényt! 5. A 13-as tömegszámú nitrogén pozitív béta-bomlással szénné alakul. A felezési idő

10 perc. Mennyi nitrogénatom marad a kiindulási 8 molból 1 óra elteltével? Jeles szint

6. Mennyi idő alatt bomlik el a Pb214

82 (ólom) radioaktív izotóp 75%-a, ha a radioak-

tív bomlás felezési ideje 26.8 perc?

FIZIKA III. 14. lecke - atommagfizika 76


14. lecke - atommagfizika

I. Témák 22.6 A maghasadás 22.7 A láncreakció gyakorlati felhasználása 22.8 Magfúzió 22.9 Magfúzió a természetben és a gyakorlatban 22.10 A radioaktivitás környezeti hatásai

II. Amiről szó lesz… A nagy tömegszámú atommagok (pl.:238U) a vas stabil állapotát úgy próbálják megkö-zelíteni, hogy maghasadás folyamán két kisebb atommaggá válnak. A maghasadás folyamata az aktiválással kezdődik. Ha egy maghasadás képes további maghasadás(oka)t okozni, kialakulhat a láncreak-

ció, mellyel hatalmas mennyiségű energia nyerhető az atomerőművek reaktoraiban. Katonai felhasználás során a láncreakció az atombombában indul be. Ha kis tömegszámú atommagok egyesülnek, szintén energia termelődhet. Ez a magfú-

zió, melyet azonban mesterséges körülmények között még nem sikerült huzamosabb ideig fenntartani, de a Napban évmilliárdok óta ez a folyamat termeli az energiát. Végezetül a radioaktivitás környezeti hatásairól szólunk: háttérsugárzás, radioaktív hulladék, veszélyek, előnyök




Az aláhúzott kérdések a minimumszinthez szükséges ismeretekre kérdeznek. 1. Milyen magreakciót nevezünk maghasadásnak? 2. Mi haszna van a hasadni képes atommagoknak a hasadásból? 3. Vázlatosan ismertesse az 235U maghasadását!



4. Hogyan jöhet létre láncreakció? 5. Egy atomerőmű reaktora kapcsán vetődnek fel a következő fogalmak, kifejezések

magyarázza őket! i) A megfelelő fűtőanyag előállítása

ii) Lassítás

iii) Reflektor

iv) Szabályozás

v) Hűtés 6. Ismertesse az atombomba működését! 7. Milyen magreakciót nevezünk magfúziónak?



8. Milyen feltételek mellett jön létre magfúzió? 9. Ismertesse a hidrogénbomba működését! 10. Írjon 10-15 mondatban a radioaktivitás környezeti hatásairól!

Feladat

A bekeretezett sorszámú feladatok megoldása szükséges a minimumszint eléréséhez! 1. Az urán 235-ős tömegszámú izotópjának hasadásakor körülbelül 200 MeV energia szaba-dul fel. Mekkora sebességgel kellene haladnia egy 1 tonna tömegű autónak ahhoz, hogy moz-gási energiája megegyezzen 1 mol 235-ős urán hasadásakor felszabaduló energiával? 2. Az ábrán jelölje be a sorszámmal jelölt egységeket. Az ábra alapján ismertesse az atom-energia felszabadításának és villamos energiává való átalakításának folyamatát!

1. Gőzfejlesztő: 2. Generátor: 3. Primer kör 4. Turbina: 5. Szekunder kör: 6. Reaktor:



VI. Gyakorló feladatlap Minimumszint 1. Milyen magreakciót nevezünk maghasadásnak? 2. Milyen magreakciót nevezünk magfúziónak? 3. Írjon 10-15 mondatban a radioaktivitás környezeti hatásairól! Közepes szint 4. Az urán 235-ős tömegszámú izotópjának hasadásakor körülbelül 200 MeV energia

szabadul fel. Mekkora sebességgel kellene haladnia egy 1 tonna tömegű autónak ah-hoz, hogy mozgási energiája megegyezzen 1 mol 235-ős urán hasadásakor felszaba-duló energiával?

Jó, jeles szint 5. Az ábrán (előző oldal 2. feladata) jelölje be a sorszámmal jelölt egységeket. Az ábra

alapján ismertesse az atomenergia felszabadításának és villamos energiává való át-alakításának folyamatát!

FIZIKA III. 15. lecke - csillagászat 80


15. lecke - csillagászat

I. Témák Bevezetés 23.3 A világegyetem szerkezete 23.4 A csillagok jellemző tulajdonságai 23.5 A csillagok fejlődése 23.6 A világegyetem és a Naprendszer kialakulásának története

II. Amiről szó lesz… A számunkra legfontosabb csillag, a Nap környezete változatos. Naprendszerünk egy nagyobb csillaghalmaz, tagja, melyet Tejútrendszernek (Galaktika) nevezünk és a spirálgalaxisok közé tartozik. Sok milliárd, a Tejútrendszerhez hasonló extragalaxis létezik. A csillagok nagyon sok jellemzővel írhatók le. Ezek közül legfontosabbak: tömeg,

átmérő, sűrűség, felszíni hőmérséklet, fényesség. A csillagok születnek, s elpusztulnak. Ez a folyamat mérettől függő. Ha a csillagközi anyagban be tud indulni a magfúzió, új csillag születik, mely fejlődése során több fúziós cik-

lust indít be. Élete vége felé hatalmasra nőve vörös óriás állapotába kerül. Életét, tömegétől függően fehér törpe, neutroncsillag, vagy fekete lyukként fejezi be. A világegyetem keletkezését sok elmélet próbálja magyarázni. Ma ezek közül a Big

Bang (Nagy Bumm, vagy forró univerzum) elmélet a leginkább elfogadott. A mintegy 5 mil-liárd éves, - a világegyetem 15 milliárd éves korához képest fiatal – Naprendszer keletkezésé-nek is több elmélete van. Ezek közül Fred Hoyle elmélete terjed el.




Az aláhúzott kérdések a minimumszinthez szükséges ismeretekre kérdeznek. 1. Sorolja fel a Naprendszer bolygóit a Naptól távolodva! 2. Milyen kapcsolatban vannak egymással az alábbi kifejezések: Naprendszer, Tejút-rendszer, spirálgalaxis, Galaktika, extragalaxis



4. Mutassa be a Tejútrendszert röviden, ábra segítségével!

5. Hogyan állapítható meg, hogy egy távoli galaxis távolodik tőlünk?

6. Mit tud a kvazárokról?

7. Függvénytáblázat és szakirodalom segítségével jellemezze a Napot a következők mennyiségek tükrében:tömeg, átmérő, felszíni hőmérséklet, gravitációs gyorsulás a felszínen, Föld-Nap távolság.

8. Ismertesse egy csillag életét a vörös óriás állapottal bezáróan!

9. Mit tud a fehér törpékről?



10. Mit tud a fekete lyukakról?

11. Vázolja a világegyetem keletkezését az Ősrobbanás-elmélet szerint!

12. Vázolja a Naprendszer keletkezését Hoyle-elmélete alapján!




1. Sorolja fel a Naprendszer bolygóit a Naptól távolodva! 2. Milyen kapcsolatban vannak egymással az alábbi kifejezések: Naprendszer, Tej-

útrendszer, spirálgalaxis, Galaktika, extragalaxis Közepes szint

3. Mutassa be a Tejútrendszert röviden, ábra segítségével! 4. Hogyan állapítható meg, hogy egy távoli galaxis távolodik tőlünk?

Jó, jeles szint

5. Vázolja a világegyetem keletkezését az Ősrobbanás-elmélet szerint!

Documents

fizikatanari.mfg-tavoktatas.hu/.../fizika_r_12.pdfFIZIKA III. 7 Feln őttoktatás Móra Ferenc Gimnázium Kiskunfélegyháza Az 1., 2., és 3. leckék vázlata REZG ŐMOZGÁS TÍP