1. Nabrojati osnovne fizičke veličine i jednice SI?

1) dužina {metar(m)}, masa{kilogram(kg)}, vreme {sekunda(s)},

jačina električne struje {amper(A)}, termodinamička temperature

{kelvin(K)}, svetlosna jačina{kandela(cd)}, količina materijala{mol(mol)}

2. Kako se dele fizičke veličine, obrazložiti?

2) Dele se na osnovne i izvedene. Osnovne se ne definišu formulama već opisom

njihovog merenja i biraju se na međunarodnim konferencijama, dok se izvedene

definišu iz osnovnih pomoću fizičkih zakona.

3. Sta je predmet kinematike?

3) Predmet kinematike je kretanje tela ne uzimajući u obzir uzroke koji dovode do

tog kretanja. Veličine kod kinematike su put, brzina, vreme i ubrzanje.

4. Kako se definiše srednja brzina materijalne tačke?

4) Srednja brzina se definiše kao količnik pomeraja tela i vremena za koje je izvršilo

pomeraj.

t

xVsr

5. Napisati izraze za trenutnu brzinu i ubrzanje kod promenljivog paravolinijskog

kretanja, nabrojati vrste pravolinijskog kretanja.

5)

t

xVtr

,

t

Vatr

, uniformno i promenljivo kretanje

6. Grafički prikazati preĎeni put i brzinu u funkciji vremena kod jednako

promenljivog pravolinijskog kretanja.

6) Brzina zavisi od vremena linearno, dok pređeni put zavisi po kvadratnoj funkciji.

7. Napisati izraze za trenutnu brzinu i ubrzanje kod krivolinijskog kretanja, šta je

tangencijalno a šta normalno ubrzanje, koliko je ukupno ubrzanje ?

7)

dt

xdV tr

,

dt

Vda tr

. Tangecijalno ubrzanje je ubrzanje koje deluje u pravcu brzine

i utiče na intenzitet brzine dok normalno ubrzanje deluje normalno na brzinu i

utiče na njen pravac i smer. Ukupno ubrzanje je vektorski zbir ova dva ubrzanja a

intenzitet mu je koren zbira njihovih kvadrata.

8. Koje je to kružno kretanje i šta je period kružnog kretanja?

8) Kružno kretanje je ono kod kog postoji tačka u sistemu od koje je u bilo kom

trenutku telo konstantno udaljeno (centar kružnice) iliti kreće se po kružnici.

Period kružnog kretanja je vreme potrebno telu da jednom opiše kružnicu.

9. Definisati veličine kod kružnog kretanja koje su analogne brzini i ubrzanju

kod pravolinijskog kretanja i navesti njihove jedinice u SI.

9) Brzini je anologna ugaona brzina { )(s

}, a ubrzanju ugaono ubrzanje {2s

}.

10. Definisati kosi hitac i napisati izraze za maksimalnu visinu i domet kosog hic.

10) Kosi hitac je kretanje tela kome je zadata početna brzina, čiji ugao pravca nije

normalan o odnosu na podlogu, a zatim prepušteno uticaju gravitacione sile.

g

VH o

2

2

max

,

g

V

g

Vx oo )2sin()sin()cos(2 22

max

11. Šta je domet kosog hica i pod kojim uslovom je maksimala?

11) Domet kosog hica je rastojanje koje telo pređe po horizontali kada je u visini sa

tačkom iz koje je počelo kretanje. Maksimalna je pod uslovom da je telo izbačeno

pod uglom od 45o

u odnosu na horizont.

12. Sta je predmet dinamike ?

12) Predmet dinamike je proučavanje veze između kretanja tela i uzroka koji dovodi

do njegovog kretanja.

13. Kako glase I i III Njutnov zakon dinamike, napisati izraze?

13) I Njutnov zakon - Svako telo teži da ostane u stanju mirovanja ili niformnog

pravolinijskog kretanja sve dok dejstvom spoljašnjih sila nije prinuđeno da

promeni svoje stanje. n

i

iF1

0

III Njutnov zakon - Uzajamno dejstvo dva tela je uvek jednako i suprotno

usmereno, odnosno sila akcije i reakcije uvek ima isti intenzitet i pravac a

supotan smer. ra FF

14. Kako glasi drugi Njutnov zakon dinamike ?

14) Promena impulsa u vremena proporcionalna je sili koja deluje na telo i

vrši se u pravcu te sile. amF

15. Šta je impuls. a šta impuls sile ?

15) Impuls je vektorska velicina istog pravca i smera kao brzina čiji je intenzitet

m puta veći od intenziteta brzine. Impuls sile je vektorska veličina istog pravca

i smera kao sila čiji je intenzitet t puta veći od intenziteta sile.

16. Šta je impuls i kako glasi zakon održanja impulsa za zatvoreni i otvoreni sistem ?

16) Impuls je vektorska veličina istog pravca i smera kao brzina čiji je intenzitet m

puta veći od intenziteta brzine. Vektorski zbir impulsa tela koji čine zatvoreni

sistem u toku kretanja ostaje konstantan. Vektorski zbir impulsa tela koji čine

otvoren sistem u toku kretanja ne ostaje konstantan. Promena impulsa otvorenog

sistema jednak je impulsu rezultantne sile.

17. Šta je sila, navesti jedinicu za silu u SI i nabrojati vrste sila u prirodi ?

17) Sila je uzrok promene stanja kretanja tela ili njegovoj deformaciji. F (=) N.

U prirodi postoje gravitacione, električne, sile jake i slabe interakcije.

18. Kada i kako na telo deluje cetripetalno ubrzanje, čemu je jednako ?

18) Centripetalno ubrzanje deluje na telo kada se kraće po kružnici, ima pravac

poluprečnika i smer ka centru.

r

Vat

2

19. Čemu je jednaka sila trenja, od čega ona zavisi a od čega ne ?

19) Eksperimentalno je dokazano da se sila statičkog trenja trsF može izraziti kao

trsF = ns F , a sila dinamičkog

trdF = nd F . U oba izraza s i d

predstavljaju koeficijente statičkog i dinamičkog trenja. Statički koeficijent trenja

je veći od dinamičkog. Oba koeficijenta zavise od vrste materijala, čistoće i hrapavosti

dodirnih površina.

20. Pokazati kako se pomoću strmme ravni odreĎuje koeficijent trenja « mi »

izmeĎu podloge i tela.

20) Ako se telo nalazi na strmoj ravni čiji se nagib može menjati, težina tela se može

razložiti na komponentu //F duž strme ravni i normalnu komponentu nF . Ugao

se povećava sve dok telo ne počne da klizi. U tom trenutku (granicni ugao max )

komponenta težine F jednaka je sili statičkog trenja trsFF .

(1) trsF =

ns F

(2) trdF =

nd F

(3) trsFQF )sin( max//

(4) )cos( maxQFn

Zamenom izraza (4) i (3) u izraz (1) za statičkog trenja se dobija )tan( maxs.

Prema tome, koeficijent statičkog trenja jednak je tangensu ugla max

, pri kome počinje

klizanje tela po strmoj ravni. Na sličan način može se odrediti koeficijent dinamičkog trenja.

Naime, kada telo počne da klizi niz strmu ravan, za održavanje njegovog uniformnog

kretanja potreban je manji ugao strme ravni max

, pa se koeficijent dinamičkog trenja može

izraziti kao )tan(d.

21. Kako se definiše rad u mehanici i koja je jedinica za rad u SI? Napisati izraz za rad u

opštem slučaju.

21) Mehanički rad je mera dejstva odgovarajuće sile. Rad je skalarna veličina

definisana 2-ma vektorskim veličinama. A F B

F

- vektor sile

B

- vektor puta

Jedinica za rad je [ N m J ] (džul)

Rad u opštem slučaju je: dA F ds

dA - elementarni rad

F

- sila

ds

- elementarna dužina

22. Koja je veza izmeĎu rada i energije ?

22) Rad opisuje promenu energije

E k A - teorema energije i rada

E - promena energije

A - rad

k - koeficijent proporcionalnosti (konstanta)

23. U kojim vidovima se javlja mehanička energija?

23) Javlja se kao:

1. Kinetička – predstavlja meru mehaničkog kretanja tela 2

2

m vEk

2. Potencijalna – energija mirovanja, poseduje je svako telo Ep m g h

24. Kako glasi zakon održanja energije? Navesti primer.

24) U zatvorenom sistemu tela između kojih deluju samo konzervativne sile mehanička energija

se održava tj. ne menja se u toku vremena.

Et - const. Et Ek Ep

Primer: Slobodno padanje tela bez početne brzine, kada se zanemari sila trenja sa vazduhom.

Njegova ukupna energija E jednaka je njegovoj potencijalnoj energiji Ep m g h . Kada se telo

pusti da pada, njegova potencijalna energija se smanjuje na račun kinetičke 2

2

m vEk

. Ukupna

energija u bilo kojoj tački ostaje ista.

25. Šta je snaga? Koja je jedinica za snagu u SI?

25) Snaga predstavlja brzinu vršenja rada.

;[ ]A J

P Wt s

Jedinica za snagu W (vat)

26. Šta je sudar, koje vrste sudara postoje i koji zakoni važe za njih?

26) Sudar predstavlja susret (interakciju) dva tela koji traje voma kratko (110 do 610 s )

Sudari se dele na: 1. Idealno elastične

2. Idealno neelastične

3. Delimično elastične

Za idelano elastične važi: zakon održanja energije i zakon održanja impulsa

Kod neelastičnih važi: zakon održanja impulsa +ostatak energije se oslobadja kao toplota ili

neka druga vrsta energije.

27. Definisati moment sile?

27) Rotaciono kretanje tela je kretanje oko svoje ose gde svaka tačka tela obavlja kružno kretanje

od ose rotacije, odnosno momenta sile

Intezitet momenta sile je jednak proizvodu te sile i radijusa

M F r

(nepoznat ostatak)

28. Šta je moment inercije i kako se izražava? Koja mu je jedinica u SI?

28) Moment inercije predstavlja količnik mase tela i kvadrata radijusa kružne putanje.

2I m r M I što predstavlja II Njutnov zakon za rotaciono kretanje [ ]kg m

29. Kako se izražavaju kinetička energija rada i snaga kod rotacionog kretanja?

29) Kinetička energija 2

2

IEk

Rad kod rotacionog kretanja je A M dA Md

kada podelimo sa dA ddt M

dt dt

Snaga se izražava M QP

t

Q

t

Odnosno P M dAP

dt

dQ

dt

30. Definisati moment impulsa i matematički interpretirati zakon održanja momenta impulsa.

30) Moment impulsa L predstavlja proizvod rastojanja r materijalne tačke od ose rotacije

i njenog impulsa. L m v r

Matematička interpretacija zakona o održanju momenta impulsa glasi:

Moment impulsa zatvorenog sistema se održava odnosno ne menja se u toku vremena

L const

I const

38. Kako se formira Celzijusova skala? Kako je povezana Celzijusova skala sa Kelvinovom

skalom?

38) U Celzijusovoj skali prava tacka je tacka topljenja leda tj. ravnotezna ravnotezna

temeratura smese ciste vode i leda na nomalnom atmosferskom pritisku. Druga tacka je

temperatura kljucanja vode na normalnom atmosferskom pritisku. Prva tacka je na 0

dok je druga na 100 stepeni. Sa Celzijusove skale se prelazi na Kelvinovu tako sto se

broju iz prve C-skale doda 273. Pozitivna nula se kod Celzijusa nalazi na -273 stepena dok

je kod Kelvina na 0 K.

39. Napisati izraze za promenu dužine i zapremine čvrstih materijala pri zagrevanju.

Kako su povezani toplotni koeficijenti linearnog, površinskog i zapreminskog širenja čvrstih tela?

39) )1())(1( 000 tlttll gde je 0l duzina stapa na temperaturi ct 00

a l je duzina stapa na temeraturi t . )1(0 tVV gde je 0V zaperemina tela na temperaturi

c0

32

40. ta se dešava sa gustinom čvrstih i tečnih tela pri zagrevanju ? Šta je anomalija vode ?

40)

t1

0 gde je 0 gustina tela na 0 stepeni. Iz izraza se vidi da je gustina tela obrnuto

proporcionalna temperaturi tela, odnosno sto je veca temeratura to je gustina tela manja.

Anomalija vode se ogleda u tome da pri zagrevanju od c0 do c4 umesto da dolazi do

porasta, njena zapremina se smanjuje tj. termicki koeficijent zapremisnkog sirenja je negativan u

tom intervalu pa se samim tim i gustina povecava sa porastom temerature.

41. Napisati izraz za termičko naprezanje materijala.

41) Ako se na bilo koji nacin spreci termicko sirenje tela dolazi do njegovog termickog naprezanja.

Pri termickom naprezanju, kada stap ne bi mogao da se skuplja ili izduzi, onda bi doslo do

istezanja ili sabijanja sto se moze izracunati Hukovim zakonom:

l

lSEF y

. Kad bi stap mogao

da se skuplja promena njegove duzine bila bi tll , odakle je tl

l . Zamenom ove u prvu

formulu dobija se tES

Fy

gde je

S

F normalan napon koji odgovara termickom naprezanju.

42. Šta je idealni gas ?

42) Kod gasova smatra se da je zapremina molekula gasa zanemarljiva u odnosu na zapreminu suda u

kome se gas nalazi. Zanemaruju se medjumolekularne sile a sudar izmedju molekula gasa i zidova se

smatra savrseno elasticnim.

43. Kako glase osnovni zakoni idealnih gasova ?

43) Osnovni zakoni idealnih gasova su Bojl-Mariotov, Gej-Lisakov, Sarlov, Avogadrov i Daltonov.

Bojl-Mariotov zakon : Pri konstantnoj temperaturi zapremina date kolicine gasa obrnuto je srazmerna

pritisku ili .constPV Gej-Lisakov : Pri konstantnom pritisku zapremina gasa je proporcionalna

termodinamickoj temperaturi ili .const

T

V Sarlov : Pri konstantnoj zapremini pritisak gasa je proporcionalan

termodinamickoj temperaturi ili .const

T

P Avogadrov :U jednakim zapreminama idealnih gasova, na istoj

temeraturi i istom pritisku, nalazi se isti broj molekula (atoma). Jedan mol bilo kog gasa pri normalnim uslovima

zauzima zapreminu 331041,22 mVm i sadrzi isti broj cestica a to je Avogadrov broj

1231002,6 molNa. Daltonov : U smesi gasova koji medjusobno ne reaguju hemijski, svaki

gas deluje sopstvenim pritiskom nezavisno, kao da dugi gasovi nisu prisutni. Ukupan pritisak u sudu jednak je

zbiru parcijalnih pritisaka prisutnih gasova.

44. Napisati jednačinu stanja idealnih gasova.

44) Klapejron-Mendeljejeva jednacina : RTpVmodakle proizilazi nRTpV gde su TVP ,,

redom pritisak, zapremina i temperatura gasa, n je broj molova gasa a R je univerzalna gasna

konstanta. mV je zapremina koju zauzima jedan mol bilo kog gasa pri normalnim uslovima.

Broj molova n racuna se kao kolicnik mase i molane mase gasa.

45. Šta je specifični toplotni kapacitet, a šta moralni specifični toplotni kapacitet ? Kojim se jedinicama SI

izrašavaju ?

45) Specificni toplotni kapacitet predstavlja odnos toplotnog kapaciteta i mase tela. Toplotni kapacitet se definise

kao kolicnik primljene toplote i povecanja temperature. Molarni specificni toplotni kapacitet predstavlja kolicinu

toplote potrebnu jednom molu materijala da povisi temperature za jedan stepen ili Kelvin i definise se kao

cMC tj. proizvod specificnog toplotnog efekta i molarne mase.

kgK

Jc )(

,

molK

JC )(

.

46. Napisati osnovnu kalorimetrijsku jednačinu.

46) )( 12 ttmcQ gde je Q kolicina toplote koje je telo predalo ili primilo prilikom promene

temperature sa 1t na 2t , m je masa tela a c je specificni toplotni kapacitet.

47. Nabrojati osnovne načine prenošenja toplote.

47) Toplota se prenosi : provodjenjem (kondukcijom), strujanjem (konvekcijom) i zracenjem (radijacijom).

48. Napisati izraz za Furijeov zakon provodjenja toplote.

48)

dx

dtS

d

dQ , gde je

d

dQ trenutna brzina prenosenja toplote, koeficijent toplotne provodljivosti,

S povrsina normalan na pravac prostiranja toplote i

dx

dt temperaturni gradijent.

49. Kako se odvija prenošenje toplote strujanjem ?

49) Prenosenje toplote strujanjem nastaje strujanjem nekog fluida oko cvrstog tela. Ako njihove

temperature nisu iste onda dolazi do razmene toplote izmedju njih. Ako je veca temperatura tela

onda se fluid u njegovoj blizini zagreva i gustina mu se smanjuje pa fluid struji navise, u suprotnom

fluid se hladi, gustina se povecava i onda struji nanize.

)( ftc tthSd

dQq

gde je cq brzina prenosenja toplote, h koeficijent prelaza toplote sa povrsine

tela na fluid, S povrsina tela, tt temeratura povrsine tela i tf temperatura fluida.

50. Kako se odvija prenošenje toplote zračenjem?

50) Prenosenje toplote zracenjem vrsi se posredstvom elektromagnetnih talasa koje zrace zagrejana

tela. Talasna duzina zracenja zavisi samo od temperature na kojoj se telo nalazi a ne od razlike

njegove i temperature okoline kao sto je slucaj kod provodjenja i strujanja. Kod zracenja energija prelazi

u energiju zracenja koja se na drugom telu apsorbuje i ponovo prelazi u toplotu.

4TeE , gde je E emisiona moc tela, e emitovnost tela, konstanta proporcionalnosti i T

temperatura tela. Apsolutno crno telo ima emitovnost 1e .

1. Cemu je jednaka unutrasnja energija gasa? Opisati stepene slobode.

Unitrsnja energija gasa predstavlja zbir energija haoticnog kretanja mikrocestica sistema i energije

njihovog medjusobnog dejstva.

gde je n broj molova gasa, i je zbir stepena slobode , a je stepen slobode translatornog,

rotacionog i dvostrukog oscilatornog kretanja molekula, R je gasna konstanta a T je temperature

gasa, m je masa gasa a M je molarna masa.

Broj stepeni slobode predstavlja broj nezavisnih velicina koje odredjuju polozaj sistema u prostoru.

Polozaj materijalne tacke odredjen je sa tri koordinate a polozaj krutog tela sa 6.

2. Definisati molarni i specijalni toplotni kapacitet nekog materijala i koja je veza izmedju njih?

Spec. top. kapacitet materijala predstavlja kolicinu toplote koja je potrebna za zagrevanje jednog

kilograma materijala za 1 ili 1K.

Molarni spec. top. kapacitet predstavlja kolicinu toplote koja je potrebna za zagrevanje jednog

mola materijala za 1 ili 1K.

gde je dQ promena kolicina toplote, m je masa materijala, n je broj molova gasa a dT je promena

temperature, M je molarna masa materijala.

3. Kako se definisu specificni toplotni kapaciteti pri konstantnoj zapremini i konstantnom

pritisku? Od cega oni zavise i koja je veza izmedju njih?

Prema prvom principu termodinamike

Ako se gas zagreva pri konstantnoj zapremini, rad spoljasnjih sila jednak je nuli ( ),

pa se kolicina toplote dovedena gasu trosi samo na povecanje njegove unutrasnje energije, i

onda se gornja formula svodi na:

pa zamenom druge formule u prvu dobija se

Ako se gas zagreva pri konstantnom pritisku onda je po prvoj formuli

odnosno , jer je

4. Cemu je jednak rad gasa pri promeni njegove zapremine? Pokazati na primeru

5. izobarnog i izotermnog procesa.

Izobarni proces. Rad gasa pri njegovom izobarnom sirenju od zapremine V1 do zapremine

V2 dat je izrazom

Izotermni proces. Rad gasa pri njegovom izotermnom sirenju od zapremine V1 do

zapremine V2 dat je izrazom

6. Koliki rad izvrsi gas pri sirenju od zapremine do ako je zavisnost pritiska

7. od zapremine data izrazom p(V)=3V.

6. Definisati I princip termodinamike.

Kolicina toplote dovedena izolovanom sistemu, jedan deo trosi na povecavanje unutrasnje

energije ∆U, a ostatak na rad A koj sistem vrsi nad okolnim telima.

Q=∆U+A, a za male promene izraz glasi dQ=dU+dA

ili δQ=dU+δA (gde je dU beskonacno mala promena

unutrasnje energije sistema, δA beskonacno mali rad

i δQ beskonacno mala kolicina tolote.

Prema prvom principu termodinamike nemoguce je

konstruisati masinu koja bi stvarala energiju ni iz cega

(perpetuum mobile prve vrste je nemoguc).

8. Definisati adijabatski proces, napisati izraz i

nacrtati grafik.

Pod adijabatskim procesom podrazumeva se promena

stanja sistema bez razmene toplote izmedju njega i okoline.

U prirodi ne postoi ovakav proces ali im se po svojim

osobinama priblizavaju procesi koj se brzo odvijaju (sirenje zvuka).

Iz prvog principa termodinamike proizilazi da je za adijabatski

proces dA=-dU tj. spoljasnji rad vrsi se na racun unutrasnje energije sistema.

Kod adijabatskog sirenja promene u gasu izrazavaju se preko Puasonovih j-na

, ,

9. Nacrtati Karnoov kruzni proces. Cemu je jednak

koeficijent korisnog dejstvaovog procesa?

Koeficijent korisnog dejstva u ovom slucaju mozemo izraziti kao:

Primenjujuci izraz za adijabate dobija se

;

ili:

I na kraju se dobija:

10. Opisati drugi princip termodinamike. Cemu je jednak koeficijent korisnog dejstva kod bilo

kog kruznog procesa?

Postoji nekoliko definicija drugog principa termodinamike:

Koefijent korisnog dejstva toplotne masine odredjen je samo temperaturom grejaca i

hladnjaka. (Karno)

Toplota ne moze spontano prelaziti sa tela nize na telo vise temperature (Klauzijus)

U prirodi je nemoguc proces kod kojeg bi se celokupna toplota pretvorila u rad (Plank)

tj. nemoguc je perpetuum mobile druge vrste.

Ovaj princip proizilazi iz analize rada toplotnih masina. Toplotne masine rade tako sto

se od rezervoara vise temperature T1 (grejac), u toku ciklusa oduzima kolicina toplote Q1,

a rezervoaru sa nizom temperatutom T2 (hladnjak) predaje kolicina toplote Q2. Izvseni rad

u toku ciklusa je A=Q1-Q2.

T1-veca temperatura (grejaca)

T2-niza temperatura (hladnjak)

10. Kakve su to linearne harmonijske oscilcije? Nabrojati harmonijske oscilatore.

Linearne harmonijske oscilacije su oscilacije kod kojih se elongacija u toku vremena menja

po sinusnom ili kosinusnom zakonu.

Harmonijski oscilatori:

1)telo obeseno o elasticnu oprugu

2)sistem koji vrsi torzione oscilacije, torziono klatno

3)fizicko klatno

4)matematicko klatno

11.Skicirati jedan linearni harmonijski oscilator. Napisati resenje j-ne njegovih neprigusenih

oscilacija i predstaviti graficki tu zavsinost.

12. Cemu je jednaka energija linearnog harmonijskog oscilatora?

Ukupna energija tela koje vrsi harmonijsko oscilovanje jednaka je zbiru kineticke i

potencijalne energije:

13. Napisati j-nu kretanja kod prigusenih oscilacija, kao i njeno resenje.

14. Napisati izraz i nacrtati grafik promene amlitude linearnog harmonijskog

oscilatora sa vremenom, kod prigusenih oscilacija.

gde je amplituda u pocetku posmatranja oscilovanja (t=0), je koeficijent

prigusenja, a proteklo vreme od pocetka oscilovanja do posmatranog trenutka.

15. Sta je logaritamski dekrement prigusenja?Napisati izraz.

Logaritamski dekrement prigusenja je logaritam odnosa amplituda dve uzastopne

oscilacije i racuna se posledecoj formuli

u izrazu N predstavlja broj oscilacija koji se izvrsi dok amplituda ne opadne za e puta

od pocetne vrednosti.

16. Kako nastaju prinudne oscilacije?

Da bi realni oscilator vrsio neprigusene oscilacije neophodno je da mu se izgubljena

energija stalno nadoknadjuje. Nadoknadjivanje energije kod mehanickih oscilacija

najcesce vrsi neka spoljasnja sila (prinudna sila) koja se menja po sledecem zakonu:

gde su Fo i amplituda i kruzna frekvencija oscilovanja prinudne sile. Ovako nastale

oscilacije se nazivaju prinudnim oscilacijama.

17. Kako se vrši prenošenje mehaničkih talasa?(impulsi=talas)

Prostiranje jednog impulsa kroz sredinu i zatim sukcesivno uspostavljanje ravnoteznog

polozaja cestica vrsi se odredjenom brzinom c koja zavisi od osobina sredine. Takva

pojava nosi naziv talasni impuls. Pod brzinom c se nesme podrazumevati brzina kretanja

cestica v, jer je .

Ako Cestice elasticne sredine neprekidno osciluju pod dejstvom neke spoljasnje periodicne

sile sinusnog karaktera, tada se impuls (poremecaj) i mesta zgusnjavanja i razredjivanja

sredine neprekidno sire u prostoru, takodje brzinom c. Dakle, stacionarno prostiranje

poremecaja kroz elasticnu sredinu nazvano je talas ili talasno kretanje, a cestice sredina

od koje talas polazi talasni izvor. Prenosenje impulsa moze se pratiti na sledecim

primerima. Ako se na jednom kraju zategnutog uzeta izazove oscilatorno kretanje

normalno na njegov pravac, ono ce se prenositi duz uzeta odredjenom brzinom.

Ova pojava se takodje moze zapaziti kod niza identicnih kuglica poredjanih u

nizu. Ako u ovakav niz kuglica odredjenom brzinom, ceono, udari nova kuglica

iste mase, posle kratkog vremena kuglica sa kraja niza ce se odvojiti i kretati istom

brzinom kao upadna, dok ce ostale mirovati. Dakle, upadna kuglica je donela

sredini (nizu kuglica) odredjeni impuls i taj se impuls prosirio kroz sredinu

odredjenom brzinom.

18. Napisati jednacinu progresivnog talasa I prikazati je graficki.

Pod progresivnim talasom podrazumeva se takav talas koji se prostire u istom

pravcu i smeru, idealno uzev, do kraja elasticne sredine. U stvari, energija

koju prenosi talas predaje se sredini, pri cemu opada amplituda talasa.

Tamo gde amplituda postane jednaka nuli prestaje sirenje talasa.

S obzirom da jednacina progresivnog telasa zavisi od dve promenjljive ( ) onda postoje i

dve zavisnosti elongacije: pod a) kada je vrednost konstantna i u toj tacki se posmatra u

toku vremena; pod b) kada je vrednost konstantna, odnosno u tom vremenskom trenutku

se posmatra zavisnost elongacije od koordinate

19. Kakav je to transverzalni a kakav longitudinalni talas? Kroz koje sredine moze da se

prostire jedan a kroz koje drugi tip talasa?

-Ako je pravac prostiranja impulsa normalan na prava prostiranja cestica onda je to transverzalan,

a ako je pravac prostiranja impulsa isti sa pravcem oscilovanja cestica talas je longitudinalan.

Transverzalni talasi se mogu prostirati samo u cvrstim telima a longitudinalni u telima bilo kog

agregatnog stanja.

20.Kako se u zavisnosti od gustine sredine kroz koju se prostiru menja brzina transverzalnih i

longitudinalnih talasa? Napisati odgovarajuce izraze za brzine prostiranja.

-Transverzalni: Fc

c-brzina prostiranja transverzalnih talasa

F-sila zatezanja uzeta

-linearna gustina

Brzina prostiranja transverzalnih impulsa zavisi samo od sile zatezanja uzeta i linearne gustine .

Impuls se brze prostire ukoliko je uze tanje i sila kojom je uze zatgnuto veca.

-Longitudunalni: yEc ----- brzina prostiranja longitudinalnih talasa u cvrstim telima

t

pkc

- - - - - - brzina prostiranja talasu u gasovima

yE - Jungov modul elasticnosti

gustina materijala

p – pritisak gasa

k – odnos specificnih toplotnih kapaciteta pri konstantnom pritisku i konstantnoj zapremini

t - gustina gasa na temperaturi t

Brzina prostiranja longitudinalnih talasa zavisi od osobina materijala.

21. Sta je interferencija talasa?

U oblasti poklapanja talasa oscilacije cestica se superponiraju jedna na drugu, vrsi se interferencija

ili slagaje talasa pri kojem na nekim mestima cestice sredine mogu oscilovati sa vecom amplitudom

a na nekim sa manjom amplitudom. Najcesce se posmatra interferencija koherentnih talasa

( iste frekvencije ) i konstantne fazne razlike.

22. Šta su stojeći talasi? Kada se oni javljaju?

Poseban slučaj interferencije talsa predstavlja stojeći talas. Stojeci talas se obrazuje pri susretu

dva progresivna talasa jednakih frekvencija i amplituda, a suprotnih smerova kretanja. Neka su

ta dva talasa zadata jednacinama

onda ce rezultujuci talas biti

23. U čemu je razlika izmedju talasnog i oscilatornog kretanja?Objasniti.

Oscilatorno kretanje je periodično kretanje nekog tela ili čestice, kada se ono posle nekog vremena

vraća u prvobitni položaj. Talasno kretanje nastaje kad oscilacija jedne čestice izazove oscilacije

drugih čestica. Tj. Oscilatorno kretanje se vrši po nekoj putanji dok je talasno kretanje stacionarno.

24. Napisati izraze za zakone po kojima se vrši odbijanje I prelamanje talasa.

Zakon odbijanja (refleksija) α=α’ (Upadni ugao jednak je odbojnom uglu)

Zakon prelamanja (refrakcija) ---Kada talasni front naidje na granicnu povrsinu koja razdvaja

dve sredine u kojima je brzina prostiranja talasa razlicita, pri prelazu u drugu sredinu dolazi do

promene njegovog pravca kretanja. ili , gde je α

upadni a β prelomni ugao zraka u odnosu na normalu na ravan koja razdvaja sredine, c1 i c2

brzine prostiranja talasa u tim sredinama, n12 je relativni indeks prelamanja druge sredine u odnosu

na prvu, a n1 i n2 relativni indeksi prelamanja odgovarajucih sredina u odnosu na vakuum.

25. Šta je zvuk, a šta akustika? Koja je razlika izmedju tona i šuma?

Mehaničke oscilacije koje se prostiru u elastičnoj sredini (čvrstoj, tečnoj ili gasovitoj), a zapažaju

se čulom sluha, nazivaju se zvučni talasi (zvuk). Akustika je nauka o zvuku. Ljudsko uho

registruje zvučne talase čije su frekvencije približno od 20 Hz do 20 kHz. Talasi sa frekvencijom

< 20Hz su Infrazvuk, a sa ν>20kHz ultrazvuk. Ton ima pravilne oscilacije tj. odredjenu frekvenciju,

dok šum predstavlja složeni talas promenljivih frekvenicija I amplitude.

26. Kakvi su spektri Tona i Šuma? Nacrtati njihove spektre.

Ton ima liniski spektar , dok šum ima kontinualni.

I –Intenzitet zvuka ν- Frekvencija

27. Po čemu je ljudsko uho ograničeno u prijemu zvuka? Šta je prag čujnosti? Od čega on zavisi?

Ljudko uho je ograničeno u prijemu zvuka po frekvenciji i po intezitetu zvuka. Ljudsko uho

registruje zvučne talase cije su frekvencije priblizno od 20Hz do 20kHz. Prag čujnosti je

minimalni intezitet zvuka koji može da registruje ljudsko uho. On zavisi od frekvencije. Uho

je najosteljivije pri frekvencijama o 1500Hz do 3000Hz kada je prag cujnosti reda .

28. Kako se menja brzina prostiranja talasa kroz gas sa promenom temperature? Napisati izraz.

Sa povecanjem temperature brzina prostiranja talasa kroz gas raste sa porastom temperature po zakonu:

gde je brzina prostiranja talasa u gasu kada se on nalazi na temperaturi od .

29. Koji su uslovi za formiranje stojećih talasa kod šipke učvršćene po sredini i u vazdušnoj cevi

zatvorenoj na jednom kraju. Skicirati.

Uslovi za formiranje stojećih talasa kod šipke učvršćene na sredini su:

i

Uslovi za formiranje stojecih talasa u vazdusnoj cevi zatvorenoj na jednom kraju su:

i

30. Koji su uslovi za formiranje stojećih talasa kod šipke učvršćene na jednom kraju i u vazdušnoj

cevi otvorenoj na oba kraj. Skicirati.

Uslovi za formiranje stojećih t

alasa kod sipke ucvrscene na jednom kraju su:

i

Uslovi za formiranje stojecih talasa u vazdusnoj cevi otvorenoj na oba kraja su:

i

32. Sta je subjektivna, a sta objektivna jacina zvuka? Napisati izraze.

Objektivna jacina zvuka predstavlja srednju vrednost energije koju prenesu zvucni talasi u jedinici

vremena kroz jedinicu povrsine normalne na pravac prostiranja talasa. Formula za racunanje objektivne

jac. zvuka je , gde je amplituda pritiska, c je brzina prostiranja zvuka u toj sredini

a gustina sredine.

Subjektivna jacina zvuka je jacina koja se opaza culom sluha i zavisi od objektivne. Zbog razlicite

osetljivosti uha na zvukove razlicitih frekvencija ta zavisnost je veoma slozena i data je izrazom

, gde je k jednako 1 ako se nivo zvuka meri u belima (B) i 10 ako se meri u

decibelima (dB), je intenzitet zvuka na granici cujnosti a je objektivna vrednost zvuka.

33. Koliko se promeni subjektivna jacina zvuka, ukoliko se objektivna poveca 10000 puta?

,

,

za

za

34.Kako se definise koeficijent apsorbcije zvucnih talasa?

A=

u

a

P

P,gde je aP zvucna snaga koja se apsorbuje na odredjenoj povrsini, uP ukupna zvucna

snaga koja pada na tu povrsinu.Kada zvucni izvor osciluje u zatvorenoj prostoriji slusalac nece

cuti samo emitovani zvuk vec I zvuk koji se odbija od povrsina koje slabo apsorbuju zvuk

(zidovi.plafon,pod).Ako izvor konstantno emituje zvucne talase koji zidovi I ostale povrsine slabo

apsorbuju,mogu se obrazovati stojeci talasi u pojedinim delovima prostorije .Zbog toga ce se u nekim

delovima prostorije zvuk cuti jace,a u nekim slabije.Razliciti materijali razlicito absorbuju zvucne talase.

Ova osobina materijala okarakterisana je koeficijentom apsorpcije A.

35.Sta je reverberacija, a sta vreme reverberacije?

Po prestanku emisije zvuk se I dalje odrzava u prostoriji .Ova pojava se naziva reverberacija.

A vreme u toku kojeg se jos uvek cuje zvuk po prestanku njegovog emitovanja naziva se

vreme reverberacije.

36. Kako se definise vreme reverberacije?

Radi bolje definicije I lakseg merenja vremena reverberacije u tehnici je usvojeno da se ono racuna od

momenta prestanka rada zvucnog izvora,do momenta kada intezitet zvuka opadne na milioniti deo

prvobitne vrednosti,tj. za 60db.Opsta formula za izracunavanje u slucaju da se ne trazi velika preciznost je:

t r =0,165

S

V ,V-zapremina ,S-ukupna povrsina prostorije zajedno sa predmetima koji se nalaze u njoj.

37. Ukratko opisati Doplerov efekat i napisati opstu jednacinu?

Doplerov efekat je promena frekvencije oscilovanja zvucnog izvora,koji registruje prijemnik pri njihovom

medjusobnom kretanju.Imamo nekoliko situacija u zavisnosti od kretanja izvora I prijemnika to su: Kada

izvor I prijemnik miruju u odnosu na sredinu,kada se prijemnik priblizava zvucnom izvoru koji miruje,izvor

se priblizava prijemniku koji miruje,izvor I prijemnik se krecu jedan u odnosu na drugi.Opsta formula je:

39. Kako glase osnovni zakoni geometrijske optike?

Prvi zakon je zakon pravolinijskog prostiranja svetlosti. On se odnosi na homogene

sredine i jasno se manifestuje pri obrazovanju senke neprovidnih tela.

Drugi zakon je zakon nezavisnog prostiranja svetlosnih zraka. On se moze formulisati na sledeci nacin:

do uzajamnog dejstva dva svetlosna zraka dolazi na mestu njihovog susreta, a dalje se krecu nezavisno.

Treci zakon, ili zakon odbijanja svetlosnih zraka od odredjenih granicnih povrsina glasi:

a) upadni ugao svetlosnog zraka jednak je odbojnom uglu,

b) upadni i odbojni zrak leze u istoj ravni sa normalom na granicnu povrsinu u tacki upada zraka. Ovaj zakon vazi

za slucajeve pravilnog odbijanja svetlosti, kada se zraci odbijaju od glatkih, brusenih i opticki poliranih povrsina

Cetvrti zakon ili zakon prelamanja svetlosti na ravnoj granicnoj povrsini izmedju dve nepokretne,

homogene i izotropne sredine glasi:

a) sinusi upadnog i prelomnog ugla odnose se kao brzine prostiranja svetlosti u tim sredinama

b) upadni i prelomni zrak leze u istoj ravni sa normalom na granicnu povrsinu koja prolazi kroz tacku preloma

40. Po čemu je karakteristicno prelamanje svetlosti kroz prizmu?

Kod prizme je moguce ostvariti minimalno skretanje zraka (slucaj kada je upadni ugao priblizno jednak

prelomnom) pa je samim tim prizma karakteristicna jer se bas to njeno svojstvo moze koristiti za mnoge

druge stvari: Za razlaganje polihromatske svetlosti radi dobijanja njenog spektra, za stvaranje totalne refleksije

koja se koristi kod optickih instrumenata itd.

41. Sta je ugao devijacije? Kada je ugao devijacije najmanji?

Posle dvostrukog prelamanja zrak skrene za ugao δ,

koji se naziva ugao skretanja ili ugao devijacije. Ovaj ugao je jednak

δ=(α1+α2)-(β1+β2)

Zakon prelamanja u tacki O bice: sin

Najmanje skretanje nastaje za uslov α1=α2, odakle dobijamo jednacinu

δ= θ(n-1), gde je δ-ugao devijacije, a θ-ugao na vrhu prizme

42. Sta je disperzija svetlosti? Sta je mera disperzije, a sta disperziona moc?

Brzina svetlosti u vakuumu je, bez obzira na talasnu duzinu ista. Ali, pri prostiranju svetlosti

kroz razlicite providne materijale, njena brzina, a samim tim i indeks prelamanja su funkcije talasne duzine.

Prema tome, pri propustanju polihromatske svetlosti kroz ovakve materijale dolazi do razlaganja svetlosti

po talasnim duzinama. Ova pojava se naziva disperzija.

Ukoliko zrak bele polihromatske svetlosti pada na opticku prizmu. Posto indeks prelamanja

zavisi od talasne duzine, najvise ce skrenuti ljubicasta svetlost a najmanje crvena, dok ce

ostale boje (indigo, plava, zelena, zuta, narandzasta) biti izmedju njih. Dakle, pri napustanju prizme

bela svetlostje razlozena na boje - dobijen je spektar polihromatske svetlosti.

Mera disperzije ili disperzija predstavlja razliku dva ugla skretanja.

Neka je ugao skretanja zraka svetlosti B, a ugao skretanja zraka svetlosti C. Tada razlika ¡

predstavlja meru disperzije. Ako su upadni ugao polihromatske svetlosti, indeks prelamanja prizme i

ugao prizme mali, iako je ispunjen uslov priblizno minimalnog skretanja svetlosnog zraka, tada se za uglove

skretanja moze primeniti izraz δ= θ(n-1), pa je

, , pa je

Disperziona moc predstavlja odnos mere disperzije

46. Napisati jednacinu tankog sociva. Kako se uzimaju znaci u njoj? Cemu je jednaka zizna daljina?

Socivo je tanko ako je njegova debljina mnogo manja od poluprecnika sfernih povrsina koje ga cine.

p-rastojanje predmeta od sociva

l-rastojanje lika od sociva

f-zizna daljina sociva

n-index prelamanja sociva

R1,R2-poluprecnici sfernih povrsina sociva

47. Sta je ziza sociva? Cemu je jednako uvecanje sociva?

Ziza predstavlja rastojanje lika od sociva kad se predmet nalazi u beskonacnosti. Uvecanje tankog

sociva racuna iz uvecanja pri prelamanju svetlosti na sfernoj granicnoj povrsini. Kada se taj izraz

primeni na obe granicne povrsine dobija se:

odakle sledi

48. Skiciranjem odrediti polozaj lika predmeta koji se nalaze na rastojanju o vecem od f ispred

tankog bikonveksnog sociva.

49. Skiciranjem odrediti polozaj lika predmeta koji se nalaze na rastojanju o vecem od f ispred

tankog bikonkavnog sociva.

50.Ukratko objasniti funkcionisanje optickog mikroskopa? U cemu se razlikuje od elektronskog

mikroskopa?

Opticki mikroskop se sastoji od dva sociva, objektiva i okulara. Zizna daljina objektiva je mnogo

mala, a okulara znatno veca od zize objektiva. Predmet se postavi ispred zize objektiva i onda se

dobija realan, obrnut i uvecan lik. Taj lik je predmet za socivo okulara, i nalazi se iza zize okulara

tako da se od njega dobija novi lik koji je imaginaran, obrnut i uvecan. Uvecanje predmeta zavisi

od rastojanja ozmedju sociva objektiva i okulara. Kod optickog mikroskopa svetlost pada na

predmet pa zatim prolazi kroz sociva i dobija se lik, dok se kod elektronskog dobija tako sto se

umesto snopa svetosti koristi snop ubrzanih elektrona u vakuumu koji tako ubrzano imaju osobine talasa.

51. Sta je lupa?Koliko je uvecanje lupe?

Lupa je najprostiji opticki instrument koji se najcesce sastoji od jednos sabirnog sociva i sluzi

za posmatranje malih predmeta na bliskim rastojanjima. Uvecanje lupom je oko 20 puta.

52. Ukratko objasniti princip rada projekcionih i sprektralnih aparata.

Kod projekcionih aparata jakim svetlosnim izvorom osvetljava se predmet preko sistema sociva

male zizne daljine, dalje ta svetlost pada na objektiv velike zizne daljine koji vrsi projekciju na

zaklonu.

Kod spektralnih aparata postoji deo koji vrsi razlaganje svetlosti po talasnim duzinama. Uglavnom

je to prizma od materijala sa znatnom disperzijom. Prizma vrsi razlaganje polihromatske svetlosti po

svetlosni duzinama.

53. Sta je interferencija svetlosti? Napisati uslove pri kojima dolazi do interferencionih maximuma i

interferencionih minimuma.

Talasi koji potiču od 2 talasna izvora se međusobno poklapaju,u određenim tačkama,ali se dalje šire

nezavisno jedan od drugog. U oblasti poklapanja talasa oscilacije čestica se superponiraju jedna na

drugu, vrši se interferencija ili slaganje talasa. Kod svetlosnih talasa mogu se javiti efekti trajnije

interferencije, ako su talasi koherentni, odnosno ako pri jednakim frekvencijama imaju konstantnu

faznu razliku, približno iste intenzitete i određeni položaj polarizacionih ravni.

Ako je putna razlika talasa iz izvora O 1 i O 2 , l = O 1 A - O 2 A jednaka celom broju talasnih

dužina svetlosti tj. l = n n=0,1,2.... nastaje interferencioni maksimum u tački A.

Ako je putna razlika jednaka neparnom broju polovina talasnih dužina, tj. ,2

)12( nl n=0,1,2....

nastaje interferencioni minimum.

54. Šta je difrakcija svetlosti? Napisati uslove pri kojima dolazi do difrakcionih max i

ddifrakcionih minimuma, pri difrakciji na jednom otvoru.

Difrakcija je pojava karakteristična za mehaničke i svetlosne talase. Difrakcija svetlosti je skretanje

svetlosti sa pravolinijske putanje. Karakteristična je difrakcija svetlosti na jednom i dva paralelna proreza.

Snopovi zraka koji vrše difrakciju pod uglovima koji odgovaraju neparnom broju Frenelovih zona

daju na zaklonu difrakcione maximume, a snopovi koji vrše difrakciju pod uglovima koji odgovaraju

parnome broju Frenelovih zona daju difrakcione minimume.

55. Sta je optička rešetka? Napisati izraz za difrakcioni maximum pri prolazu svetlosti kroz optičku rešetku.

Niz paralelnih uskih proreza, razdvojenih jednakim neprovidnim površinama, predstavljaju

difrakcionu rešetku. Izrađuje se tako što se na staklenoj ploči načini dijamantnom iglom veliki

broj paralelnih zareza (transmisiona optička rešetka).

d sin = n

56. Sta je polarizacija svetlosti? Kako se može dobiti polarizovana svetlost?

Pojava polarizacije pokazuje da je svetlost transverzalni elektromagnetni talas. Svetlost koju

emituju atomi prdstavlja transverzalne talase sa uzajemno normalnim vektorima elekričnog

E

(uzimamoa da je to svetlosni vektor) i magnetnog polja H

, koji su normalni na pravac prostiranja svetlosti.

Da bi se dobila polarizacija potrebno je obezbediti takve uslove pod kojima je oscilovanje svetlosnog

vektora E

moguće samo u jednoj ravni. mogu s eostvariti ako svetlost prolazi kroz sredinu koje su

anizotropne u odnosu na električne oscilacije.

57. Objasniti Tomsonov model atoma. Kada je on napušten?

Prema ovom modelu atom predstavlja sferu prečnika reda 1010

m koja je pozitivno naelektrisana.

U tu sferu su utisnuta izolovana negativna naelektrisanja- elektroni koji osciluju oko svojih ravnotežnih

položaja. Ukupno negativno naelektrisanje jednako je pozitivnom naelektrisanju sfere. Zamenjen je

Raderfordovim modelom, jer se ispostavilo da ne može da opiše stvarno ponašanje atoma.

58. Objasniti Raderfordov eksperiment i model atoma.

Rasejavanje alfa-čestica pod većim uglovima uslovljeno je interakcijom između alfa-čestica, koje su

pozitivno naelektrisane i pozitivnih delova atoma. Skretanje pod malim uglovima je posledica prolaska

alfa-čestica pored tog pozitivnog naelektrisanja.Celokopno pozitivno naelekrisanje atoma i sva njegova

masa skoncenrisani su u veoma maloj zapremini koja se naziva atomsko jezgro.

Prema ovom modelu, oko pozitivno naelektrisanog jezgra čije je naelektrisanje eZ , kruže elektroni.

Kada je atom neutralan onda je naelektrisanje jezgra jednako zbiru naelektrisanja elektrona koji ulaze u

sastav atoma. Pretpostavio je da se elektroni kreću oko jezgra po kružnim orbitama poluprečnika r.Kulonova

sila jednaka je centrifugalnoj. Energija sistema je najveća kad se elektron nalazi na najudaljenijoj orbiti

od jezgra. Energetski spektar atoma po ovom modelu je kontinualan.

59. Napisati izraz za talasnu dužinu svetlosti iz spektra atoma vodonika.

)1

2

1(

1~22 n

RH n=3,4,5...

~= broj talasa po jedinici dužine RH= Ridbergova const

60. Sta su atomski spektri? Koje su serije u spektru atoma vodonika?

*

*Serije u spektru atoma H su:Lajmanova,Pasenova,Breketova,Pfundova,Hemfrijeva a one se sve mogu

izraziti na sledeci nacin: )11

(1

22

~

nmRv H

61. Kako glase Borovi postulati?

*I)Elektron u atomu se ne moze kretati po bilo kojoj orbiti vec po orbitama tacno odredjenog poluprecnika.

Na tim orbitama,koje se nazivaju stacionarne ili disketne,moment impulsa elektrona zadovoljava

svedeci uslov: nrmvL nn.

II)Pri kretanju po stacionarnim orbitama se niti apsorbuje energija.

III)Prelaz elektrona sa jedne na drugu orbitu uslovljen je emisijom ili apsorbcijom kvanta energije.

62. Ukratko opisati Frank-Hercov ogled. U cemu je njegov doprinos?

*Elektronska cev je evakuisana I napunjena ziviom do pritiska od 210 Pa.Izmedju katode I anode

koja je u obliku resetke prikljucen je napon U1 koji se moze menjati po vrednoscu.Anoda je za

oko 0,5V na vecem potencijalu od kolektora.Elektoni izmedju anode I katode se ubrzavaju usled

termoelektronske emisije.Ako je kineticka energija elektrona u momentu nailaska na anodu veca

od 0,5 eV on ice savladati koceci napon I stici do kolektorapri cemu ce galvanometer registrovat

i struju.Rezultat ovog ogleda je da elektroni atomima zive mogu predate samo tacno odredjene

iznose energije, vrednosti od 4,9eV I to je najmanji moguc iznos energije koji moze apsorbovati

atom zive u osnovnom stanju.Tako je Borova teorija potvrdjena.

63. Sta je prostorno kvantovanje?

*Prostorno kvantovanje je kada vector momenta impulsa elektrona L

moze imati samo takve

orjentacije u prostoru za koje projekcija zL vektora L

na pravac z spoljasnjeg magnetnog polja

ima kvantovane vrednosti.

64. Ukratko opisati Stern-Gerlahov eksperiment. Sta je on pokazao?

*Stern-Gerlahov eksperiment je pokazao potvrdu prostornog kvantovanja.Eksperiment je izveden

tako sto se u vakuumsku cev stavi komadsrebra,koji moze da se zagreva,dve dijafragme sa

uskim prorezima sirine od 10 do 20 m , polovi elektromagneta N i S I staklena plocakoja

sluzi za zaklon.Kad se Ag zagreje dolazi do isparavanja I njegovi atomi izlecu u razlicitim

pravcima.Onda dijafragme propustaju jedan uzan snop.Kada atomi prodju kroz jednu dijafragmu

prolaze I kroz drugu I tako se dobija snop atoma u istom smeru.Eksperiment pokazuje da se

snop cepa na dva dela pa se umesto jedne slike proreza dobijaju dve slike.Time je dokazano

prostorno kvantovanje.

65. Sta je spin elektrona? Cemu je jednak sopstveni moment impulsa?

*Zbog toga sto je elektron naelektrisan,sa takvim kretanjem postoji mogucnost postojanja

sopstvenog magnetnog polja elektrona.Postoji I sopstveni moment impulsa elektrona sL

I sopstveni magnetni moment elektrona msp

.Takva rotacija elektrona naziva se spin elektrona.

*Rezultat Stern-Gerlahovog eksperimenta proizilazi da je projekcija sopstvenog magnetnog

momenta smzp elektrona jednaka Borovom magnetonu:ssms Lgp

.

66. Kako glasi Paulijev princip iskljucivosti?

*Paulijev princip iskljucivosti glasi : U jednom atomu ne mogu da postoje dva elektrona sa

jednakim vrednostima sva cetiri kvantna broja.

67. Nabrojati kvantne brojeve i vrednosti koje im mogu biti dodeljene.

Glavni kvantni broj n = 1,2,3,… ; Orbitalni kvantni broj l = 0,1,2,…,(n-1)

Magnetni kvantni broj ml = 0 ±1, ±2,…, ±l ; Magnetni spinski kvantni broj ms = +½, -½

68. Šta je radijus jezgra atoma? Šta su atomski i maseni broj, i šta oni predstavljaju?

Radijus jezgra atoma je rastojanje od centra jezgra do njegove površine. Atomski broj je broj

protona u jezgru Z i predstavlja broj naelektrisanja, dok se broj nukleona u jezgru A naziva

maseni ili nuklearni broj.

A = Z + N ; N – broj neutrona u jezgru

69. Šta je energija veze, a šta defekt mase?

Energija koja se oslobađa pri obrazovanju jezgra, odnosno energija koja povezuje nukleone

u jezgro naziva se energija veze.

Veličina Zmp + (A – Z) mn – mj , naziva se defekt mase gde su mp , mn i mj

odgovarajuće mase protona, neutrona i jezgra.

70. Nabrojati osnovne karakteristike nuklearnih sila.

- po intenzitetu su znatno veće od gravitacionih i elektromagnetnih,

- spadaju u grupu sila jake interakcije,

- deluju na malim rastojanjima reda 10-15m

- imaju neelektričnu prirodu (podjednako deluju na protone i neutrone ),

- ispoljavaju pojavu zasićenja,

- zavise od orijentacije spinova nukleona koji sačinjavaju jezgro.

71. Navesti 3 modela jezgra i opisati jedan od njih.

Model kapi, model orbita i model Fermijevog gasa.

Model Fermijevog gasa polazi od pretpostavke da se nukleoni u jezgru kreću nezavisno.

Nuklearne sile između nukleona su zanemarljive, izuzev za obrazovanje potencijalne jame.

Ako se u ovako zamišljeno jezgro nukleoni kreću haotično , jezgro se može razmatrati na osnovu

statističkih zakonitosti. Kako su nukleoni fermioni (spin jednak ħ/2) oni podležu Fermi-Dirakovoj

statistici. Pomoću ove statistike određuje se energetsko stanje u jezgru i njihova raspodela (širina i gustina).

Pomoću modela Fermijevog gasa mogu se objasniti mnoga svojstva jezgra pri niskim, pa i srednjim

energijama eksitacije.

72. Šta je prirodna, a šta veštačka radioaktivnost?

Pod prirodnom radioaktivnošću podrazumeva se spontani prelaz jednog atomskog jezgra u drugo

praćen emisijom različitih oblika radioaktivnog zračenja (α i β-čestica i γ-zračenja). Kod veštačke

radioaktivnosti jezgra, pored α,β i γ-zračenja mogu emitovati 1 ili 2 protona.

73. Kako glasi zakon radioaktivnog raspada? Predstaviti ga grafički.

Broj radioaktivnih jezgara dN koji se raspadne za vremenski interval dt proporcionalan je broju

prisutnih jezgara N i vremenskom intervalu dt : dN = – λNdt , gde je λ konstanta

radioaktivnog raspada i predstavlja karakterističnu veličinu za svaki radioaktivni element.

Nt = No , gde je No broj jezgara u trenutku t = 0 , a Nt

broj neraspadnutih jezgara posle vremena t .

74.Sta je period poluraspada? Sta je aktivnost radioaktivnog izvora? Koja je njena jedinica u SI?

Vreme raspada za koje se raspadne polovina prvobitnog broja jezgara naziva se vreme ili period poluraspada.

Aktivnost radioaktivnog izvora predstavlja brzinu kojom se taj rad.akt. izvor raspada.

Jedinica za aktivnost je bekerel (Bq) i predstavlja jedan raspad u sekundi.

T-period pluraspada

λ-konstanta radioaktivnog raspada

N-broj atoma

t-vreme

75. Radioaktivna ravnoteza

Kao sto znamo se jezgra radioaktivnog elementa se raspadaju uz emisiju alfa, beta ili gama zracenja.

Jezgra novonastalog elementa mogu biti stabilna ili radioaktivna. Uslucaju da su jezgra potomka

radioaktivna i da se raspadaju brzinom kojom se raspadaju jezgra polaznog elementa dolazi do radioaktivne

ravnoteze.

76. Sta su alfa-cestice. Nabrojati njihove cestice.

76. Alfa-čestice su jezgra helijumovih atoma. Domet u vazduhu im je od 2 do 9 cm, ovisno o

vrsti radioaktivnog izotopa koji ih emituje. Ako iz jezgra radioaktivnog elementa izađe alfa-čestica

onda nastaje novi element koji ima za dve jedinice manji redni broj i za četiri jedinice manju

atomsku masu od elementa iz kojeg je nastao, primer:

77. Sta su beta-cestice.Nabrojati njihove osobine.

Beta-cestice cini snop elektrona (β- cestice) ili pozitrona (β+ cestice). Ove dve cestice naelektrisane

su istom kolicinom naelektrisanja suprotnog znaka. One se razlikuju po vremenu zivota. Dok

elektroni mogu da budu slobodni neograniceno dugo, vreme zivota pozitrona je reda nanosekunde. P

ozitron zahvata elektron pri cemu nastaju dva gama-kvanta energije od po 0,51 MeV. Ovaj proces

se naziva anihilacija i moze da posluzi za detekciju pozitrona.

78. Sta su gama zraci?Nabrojati njihove osobine

Eksperimentalnmo je pokazano da se gama-zracenje ne javlja kao samostalni oblik zracenja, vec

prati emisiju alfa i beta cestica, a takodje se pojavljuje i pri nuklearnim reakcijama. Gama zracenje

je elektromagnetne prirode i njegov spektar je linijski. Takav spektar gama-zracenja predstavlja jedan

od najvaznijih dokaza postojanja diskretnih energetskih stanja atomskog jezgra.

79.Kako glasi zakon apsorpcije zracenja?

Apsorcija γ-zracenja u sredini kroz koju to zracenje prolazi vrsi se po sledecem zakonu:

=

Gde je intenzitet γ-zracenja iz datog izvora pre prolaska kroz materijal, njegov intenzitet posle

prolaska kroz materijal debljine d i µ-koeficijent apsorpcije.

80. Šta je elektronski zahvat? Koji su uredjaji za ubrzavanje naelektrisanih čestica?

Elektronski zahvat je pojava da jezgro apsorbuje elektrn iz K, L ili M nivoa. Najcesce se ta

apsorpcija vrsi sa K-nivoa, usled cega proton prelazi u neutron i emituje se neutrino

Novonastalo jezgro se obicno nalazi u pobudjenom stanju. Prelazom u osnovno emituje se

gama-kvant. Opsta sema po kojoj se vrsi elektronski zahvat moze se prikazati na sledeci nacin:

Uredjaji koji se koriste za ubrzavanje naelektrisanih cestica se najcesce nazivaju akceleratori.

Za sada smo obradili dve vrste ovih uredjaja. To su Linearni akcelerator i Ciklotron

81. Sta je nuklearna fisija?

Nuklearna fisija predstavlja cepanje atoma na dva jezgra.Prilikom bombardovanja jezgara teskih elemenata,

kao sto su uran, plutonijum i dr. Moze doci do cepanja na dva jezgra koji se nazivaju fragmenti, a takodje se

emituju i neutroni i gama- kvanti.Ovakve reakcije se mogu ostvariti bombardovanjem teskih jezgara neutronima,

protonima, alfa- cesticama, deutronima, i gama-kvantima.

82. Sta je lancana reakcija?

Posto se pri fisiji jezgara oslobadjaju neutroni, oni mogu da izazovu fisiju jezgara tako da nastaje

samoodrzavajuca fisija koja se naziva lancana nuklearna reakcija. Ovaj tip nuklearne reakcije je egzotermni, tj.

Pracen je oslobadjanjem velike kolicine energije. Na primer, energije koja se oslobodi pri fisiji urana mase

od 1gr iznosi oko 10 na 11 J ili 20MWh. Ova energija je oko 10 na 6 puta veca od energije koja se oslobodi

pri sagorevanju 1kg uglja.

83. Nuklearna fuzija?

Nuklearna fuzija predstavlja oslobadjanje energije pri spajanju lakih jezgara u jezgro vece atomske mase.

Da bi se ostvarila fuzija potrebno je da se savladaju odbojne elektrostaticke sile izmedju jezgara koja ucestvuju

u ovom procesu.To zahteva da se jezgra nadju na takvim rastojanjima na kojima su privlacne nuklearne sile

vece od odbojnih elektrostatickih sila. Ta rastojanja su reda 10 na -15m. Proces fuzije moze se ostvariti na

dva nacina i to ubrzanjem jezgara pomocu akceleratora ili njihovim zagrevanjem.