32.Jaką rolę pełni moderator w reaktorze atomowym?

Moderator w reaktorze jądrowym substancja służąca do zmniejszenia energii kinetycznej (prędkości) neutronów, aż do osiągnięcia przez nie stanu tzw. neutronów termicznych. Powolne neutrony znacznie wydajniej powodują rozszczepienie jąder w materiale paliwa jądrowego.

Zasada działania moderatora Moderator musi charakteryzować się dużym przekrojem czynnym na rozpraszanie neutronów oraz małym na pochłanianie ich. Przekrój czynny na pochłanianie rośnie szybko wraz z masą jądra. największa strata energii neutronu następuje wówczas, gdy neutron przekazuje najwięcej energii podczas zderzenia. Z zasady zachowania pędu i z zasady zachowania energii wynika, że ma to miejsce wówczas, gdy masa jądra jest zbliżona do masy neutronu. Najlepiej te warunki spełnia jądro wodoru. Ze względu na warunki technologiczne często stosuje się substancje zawierające trochę cięższe jądra.

Rodzaje moderatorów Jako moderator stosuje się wodę, ciężką wodę, beryl, lit, bifenyl i grafit. W reaktorze może pełnić także funkcję reflektora.

33.Na czym polega dylatacja czasu?

Dylatacja czasu jest to zjawisko polegające na tym ze czas w jakimś miejscu przestrzeni biegnie wolniej niż tam gdzie się znajduje osoba obserwująca ta szybkość biegnięcia czasu (np. porównując jak szybko przesuwają się wskazówki identycznych zegarów w tych dwóch miejscach).
Zjawisko dylatacji czasu występuje wokół każdego skupiska masy (lub energii, która zawsze ma masę zgodnie ze wzorem E = mc2) i nazywa się to grawitacyjna dylatacja czasu.

36.Sformuować zasady dynamiki Newtona- podać przykłady

I ZASADA: każde ciało pozostaje w stanie spoczynku lub ruchu jednostajnego po linii prostej jeżeli nie jest poddane oddziaływaniu żadnych innych ciał lub działająca na nie siła wypadkowa jest równa zero.

- np. w jadącym ruchem wagonie skoczymy w górę i spadniemy w to samo miejsce na podłodze wagonu gdyż mamy tę samą prędkość co wagon i podczas skoku pokonujemy w poziomie tę sama drogę co wagon

II ZASADA: jeżeli na ciało działa wypadkowsa siła to przyspieszenie tego ciała jest wprost proporcjonalne do działąjącej siły a odwrotnie do masy ciała

Np.; siła naszych mięśni jest potrzebna aby zapobiec spadnięciu szklanki. Na szklankę działa siła grawitacji. Siła naszych mięśni równoważy przyciąganie szklanki przez siłę grawitacji. Gdybyśmy puścili szklankę siła ciężkości przestałaby być równoważna - nadając szklance przyspieszenie a z przyspieszeniem zaczyna spadać.

III ZASADA: jeżeli ciało A działa na ciało B siłą F AB to ciało B działa na ciało A siłą FBA równą co do wartości, ale o przeciwnym zwrocie

Np.; jeżeli ktoś musi działąć siłą 50N w celu podniesienia ciężarka, to wynika stąd że siła podnosząca ciężarek musi być równa co do wartości sile nacisku ciężarka na ręce osoby podnoszącej- siła ciężarka wynosi też 50 N

38.Zdefiniować pracę (jednostki). Związek pracy z energią

Praca - skalarna wielkość fizyczna, miara ilości energii przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycz, termodynamicz.
Połowę iloczynu masy ciała i kwadratu prędkości nazywamy energią kinetyczną E_k ciała o masie m

Praca wykonana przez siłę F działającą na ciało o masie m jest równa zmianie energii kinetycznej tego ciała

dla F=const

dla F
const

Jednostka 1J=1N*1m

39.Jakie sa postulaty szczegolnej teorii wzglednosci?

Szczególna teoria względności- teoria fizyczna, stworzona przez Alberta Einsteina w 1905 roku. Zmieniła ona podstawy pojmowania czasu i przestrzeni opisane wcześniej w newtonowskiej mechanice klasycznej tak aby można było usunąć trudności interpretacyjne i sprzeczności pojawiające się na styku mechaniki (zwanej obecnie klasyczną) i elektromagnetyzmu . Albert Einstein oparł swe rozumowanie na dwóch postulatach:

1.Zasadzie względności Zasada głosząca, że prawa fizyki są jednakowe we wszystkich układach internacjonalnych musi obowiązywać dla wszystkich praw zarówno mechaniki jak i elektrodynamiki.

2,Niezmienność prędkości światła Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, taka sama we wszystkich kierunkach i nie zależy od prędkości źródła światła. Z połączenia postulatów 1 i 2 dojdziemy do wniosku, że światło nie potrzebuje jakiegokolwiek ośrodka (eteru) do rozchodzenia się. Alternatywna forma założeń Szczególnej Teorii Względności, interesująca szczególnie z teoretycznego punktu widzenia, jest oparta na następujących, prostszych założeniach:

-Zasada względności Galileusza: "Wszystkie układy odniesienia poruszające się względem siebie ze stałą prędkością są równoważne." -założenie że transformacja pomiędzy tak określonymi układ jest transformacja afiniczna (liniową);

40. Na czym polega zjawisko Comptona? Compton przyjął, że wiązka promieni X nie jest falą a strumieniem fotonów o energii hr. Założył on że fotony ulegają zderzeniu z elektronami swobodnymi w bloku grafitu. Podobnie jak w typowych zderzeniach zmienia się kierunek poruszania się fotonu oraz jego energia. Stosując zasadę zachowania pędu oraz zasadę zachowania energii otrzymamy :  

41. jakie założenia spełnia gaz doskonały?

Objętość cząsteczek gazu jest dużo mniejsza niż objęrość zajmowana przez gaz. Zasięg sił działających między dwoma cząsteczkami jest dużo mniejsza niż średnia odległość między cząsteczkowa.

PV = nRT  gdzie  R jest stałą gazową

PV = nkT gdzie k- stala Boltzmana

42. jakie parametry makroskopowe vchakakteryzuja stan gazu?

Temperatura objętość ciśnienie ciepło właściwe energia wewnętrzna. Równanie stanu gazu doskonałego: pV=NKT

R= KNAV pV= nRT

R- stała gazowa T- temp gazu

n- liczba moli gazu

42.Co to jest energia wewnętrzna gazu ,od czego zależy?

Całkowity zasób energii układu stanowiący sumę energii oddziaływaniu między cząsteczkowych i wewnątrz cząsteczkowych układu a także energii ruchu cieplengo.

Według I zasady dynamiki energia wewnętrzna stanowi jednoznaczną funkcje stanu którą dla gazu można wyrazić

przez dodanie parametry stanu: ciśnienie temp obj właściwą eutalpię.

U= TS-pV+Ʃ u1 Ni

43.Uzasadnić ,że c_p>c_v .

c_p>c_v .

Z tego
więc c_p>c_v .

44.Porównać pracę przy rozszerzaniu izotermicznym i adiabatycznym .

Przemiana izotermiczna pV=const

45 narysować cykl Cornota, sprawność

cykl cortona: wypadkowa praca W wykonana przez układ w czasie pełnego cyklu jest opisane przez powierzchnię zawarta wewnątrz krzywej 1 2 3 4. wypadkowa ilość ciepła pobrana przez układ podczas jednego cyklu wynosi Q1 - Q2 . Wypadkowa zmiana wewnętrznej wynosi 0 bo stan końcowy pokrywa się z początkowym. Z I zasady termodynamiki mamy więc:

W=Q1-Q2 (liczba mają być ma łw)

Sprawność ilość ciepła zamienionego na pracę i ciepła pobranego ze źródła.

Wynosi: wzory

47 na czym polega emisja spontaniczna i wymuszona?

Teoria kwantowa przewiduje, że elektron znajdujący się w stania wzbudzonym samoistnie przejdzie do stanu podstawowego emitując foton. Zjawisko to nazywane jest emisją spontaniczną

Emisja wymuszona- przejście elektronu ze stanu wyższego do stani niższego połączone z emisja fotonu pod wpływem padającego promieniowania. Wyemitowane zostaje promieniowanie o tych samych właściwościach które ma promieniowanie wymuszające

48 wymień zjawiska transportu i scharakteryzuj odpowiednie wielkości

zjawisko transportu:

1. ilość ciepła przeniesiona przez dwie równoległe izotermiczne powierzchnie w kierunku do nich prostopadłym. Równanie Fouriera

k- współcz. Przewodnictwa cieplnego

dT- gradient temperatury

dx-q- strumień cieplny

2. ilość ciepła przeniesiona przez powierzchnie S w czasie

strumień cieplny

3. siła tarcia między dwoma warstwami gazu które przemieszczają się względem siebie równolegle z róznymi prędkościami

4. charakter przepływu cieczy(gazu) określa się z wartości liczby Reynotdsa:

5. masa gazu przenoszona w czase t przez pow.

D-wsp. Dyfuzji
gradient gęstości

49. Jakie prawa opisują przepływ prądu?

I prawo Kirchhoffa - suma natężenia prądów węźle, wpływających i wypływających równa się zero.

II prawo Kirchhoffa- w obwodzie zamkniętym suma spadków napięć na wszystkich odbiornikach prądu musi być równa sumie napięć na źródłach napięcia.

Prawo Ohma: stosunek natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia pomiędzy końcami jest stały.

Jeżeli do przewodnika przyłożymy różnicę potencjałów U to przez przewodnik płynie prą I Ohm zdefiniował opór przewodnika jako napięcie podzielone przez natężenie prądu R= U/I

Jest to definicja oporu. Ten stosunek jest stały pod warunkiem że utrzymuje się stałą temperaturę. Jednostka oporu SI jest 1 Ω . Uogólnione prawo Ohma E= U/l przy założeniu ze prąd jest rozłożony równomiernie w całym przekroju przewodnika gęstość prądu w tym przewodniku wyniesie: wzór

50. w jakich warunkach jest możliwy przepływ prądu?

-Ładunki elektryczne w przewodniku poruszają się pod wpływem pola elektrycznego

warunkiem przepływu prądu w obwodzie jest różnicy potencjałów U.

-obwód musi być zamknięty.

54. prawo columba

siła oddziaływania dwóch ładunków punktowych jest proporcjonalna do każdego z ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości r pomiędzy nimi. Kierunek tej siły pokrywa się z prostą łączącą te ładunki

55. co to jets strumien elektryczny prawo Gaussa

Prawo Gaussa:

strumień elektryczny strumień Eo natężenie pola elektrycznego przez powierzchnię

56.Jakie wielkości charakteryzują pole elektryczne i jaki jest między nimi związek. Ile wynosi potencjał w obszarze gdzie E = 0

- natężenie pola elektrycznego

Siła działająca na ładunek próbny q0 podzielony przez ten ładunk.

Punktowy ładunek q wytwarza w każdym punkcie przestrzeni pole elektryczne. Natężenie pola elektrycznego w dowolnym punkcie w przestrzeni.

- potencjał pola elektrycznego

Potencjałem elektrycznym w punkcie A nazywamy stosunek pracy wykonanej do wartości tego ładunku

Linie sił pola elektrycznego są takie, które w każdym punkcie przestrzeni są styczne do wektorsa siły w tym polu na dodatni ładunek próby.

58. Sporządź bilans mocy w obwodzie elektrycznym.

Bilans mocy: w obwodzie elektrycznym obowiązuje prawo zachowania energii. W przypadku obwodów prawo to przekształca się w prawo bilansu masy. Jeśli całkowitą moc pozorną zespoloną wytworzoną przez źródło oznaczymy Sg, a sumaryczną moc pozorną zespoloną wydzieloną w elementach odbiornika przez So, to biorąc pod uwagę prawo zachowania energii obie muszą być sobie równe Sg=So - zasada bilansu masy w obwodzie elektrycznym

w tak sformułowanej zasadzie bilansu masy przyjmuję się standardowo że zwroty prądów i napięć w elementach po sobie przeciwne, a w elementach źródłowych takie same.

59. jakie są skutki przepływu prądu (przykłady)

Skutki - przykłady: -nagrzewanie się przewodnika: prąd płynący przez przewodnik wykonuje pracę czyli zmienia się energia wewnętrzna i wzrasta jego temperatura ( czajnik żelazko grzejnik elek)

-praca mechaniczna: przepływający prąd może wprowadzić w ruch np. elementy silnika co wykorzystywane jest w wielu urządzeniach mechanicznych

-powstawanie energii promieniowania: produkcja żarówek

-powstawanie energii chemicznej w procesie elektrolizy Kwasy zasady sole ulegają dysocjacji jonowej jony+ i jony - które są nośnikami prądu elektrycznego wykorzystywano przy budowie akumulatorów

-wytwarzanie pola elektromagnetycznego: produkcja elektromagnesów.

60. Przedstaw działanie pola magnetycznego na ładunek elektryczny.

dla prosto liniowego przewodnika znajdującego się w jednorodnym polu magnetycznym otrzymujemy F = JlB sin alfa

gdzie alfa - kąt między przewodnikiem a wektroem indukcji.

Linie pola magnetycznego wytworzonego przez przewodnik są zamkniętymi współśierodkowym okręgami w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika

62.Strumień elektryczny i prawo Ampera. Prawo Biota -Savarta.

Prawo ampera związek między prądem i polem magnetycznym (odpowiednik prawa Gaussa dla pola elektrycznego)

Zamiast sumowania po zamkniętej powierzchni w prawie ampera sumujemy po zamkniętym konturze (całka krzywoliniowa). Taka całka jest równa całkowitemu prądowi wewnątrz konturu.

Prawo Biota -Savarta.

pole magnetyczne prezentujemy graficznie rysujac tzw linie pola magnetycznego czyli linie wektora indukcji magnetycznej na rys pokazane są linie pola magnetycznego wokół prostoliniowego przewodnika z prądem Wektor B jest styczny do tych linii pola w każdym punkcie. Linii pola magnetycznego wytwarzanego przez przewodnik są zamkniętymi współśrodkowymi okręgami w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika.

64. Na czym polega indukcja elektromagnetyczna - Prawo Faradaya

Indukcja elektromag.- zjawisko indukcji elektromag. Polega na powstawaniu prądów elektrycznych w zamkniętym obwodzie podczas przemieszczania się względem siebie żródła pola magnetycznego i tego zamkniętego obwodu. Mówmy że w obwodzie jest indukowana siła elektromagnetyczna( SEM indukcji) która wywołuje przepływ prądu indukcyjnego.

Prawo Faradaya- na podstawie obserwacji Faraday doszedł do wniosku że czynnikiem decydującym jest szybkość zmian strumienia magnetycznego i sformuował następującą zależność ;

65. Prawa odbicia i załamania światła.

Prawo odbicia światła

Kąt odbicia równy jest kątowi padania. 
Kąty -  padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

Typowe, najbardziej nam znane odbicie zachodzi wtedy, gdy drugi ośrodek jest w ogóle nieprzepuszczalny dla światła. Jeżeli dodatkowo w tym drugim ośrodku światło nie jest pochłaniane, to cała wiązka ulega odbiciu. W ten sposób otrzymujemy zwierciadło.

Prawo załamania światła łączy ze sobą dwa kąty - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąt załamania powstający gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku

Stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie.

α - kąt padania
β - kąt załamania
v₁ - prędkość światła w ośrodku 1
v₂ - prędkość światła w ośrodku 2

66.Dyfrakcja i interferencja światła.

Interferencja fal-zjawisko nakładania się(superpozycji) dwóch lub więcej fal spójnych. Fale spójne to fale o tej samej częstości i stałej różnicy faz w czasie i w przestrzeni.

Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.

zasada Huygensa: Każdy punkt ośrodka do którego dociera czoło fali, staje się samodzielnym źródłem wysyłającym fale elementarne.

67.Zwierciadła i soczewki - jakie powstają obrazy -równania .

Rozróżnia się soczewki:

-skupiającej padającej promienie równoległe do osi soczewki ulegają odchyleniu w kierunku tej osi są to soczewki wypukłe.

-rozpraszajęce promienie są odchylone od osi soczewki są to soczewki wklęsłe.

Równanie dla soczewek wygląda następująco:

x- odl …. od soczewki

y- odl obrazu od soczewki

Odwrotność ogniskowej to tzw zdolność skupiająca soczewki D = 1/f

Obraz powstały w zwierciadle płaskim: pozorny prosty i tej samej wielkości

Obraz powstały w zwierciadle wklęsłym: obraz rzeczywisty odwrócony pwoiększony.

Obraz w soczewce rozpraszającej jest pozorny prosty pomniejszony

obraz w soczewce skupiającej: pozorny prosty powiększony

68.Zjawisko fotoelektryczne .

Zjawisko uwalniania przez światło elektronów z powierzchni rozmaitych substancji nazwane jest zjawiskiem fotoelektrycznym.

69.Zjawisko Comptona .

Compton przyjął, że wiązka promieni X nie jest falą a strumieniem fotonów o energii hv. Założył on że fotony ulegają zderzeniu z elektronami swobodnymi w bloku grafitu. Podobnie jak w typowych zderzeniach zmienia się kierunek poruszania się fotonu oraz jego energia. Stosując zasadę zachowania pędu oraz zasadę zachowania energii otrzymamy :

70.Jakie wielkości są kwantowane - podać przykłady

- absorbcja i emisja promieniowania

- moment pędu cząstek

71.Warunki Bohra - emisja i absorpcja promieniowania.

Promieniowanie elektromagnetyczne padając na materię (cząsteczkę, atom) może zostać przez nią pochłonięte - zaabsorbowane. Cząsteczka zostaje wówczas wzbudzona - przejmuje energię fali i przechodzi w wyższy stan energetyczny.

Aby to mogło nastąpić promieniowanie musi dostarczyć cząsteczce dokładnie tyle energii, ile ona potrzebuje do wzbudzenia - ani mniej, ani więcej.

W innym wypadku promieniowanie mija cząsteczkę i nie zostaje pochłonięte.

Ilość energii potrzebna do wzbudzenia cząsteczki jest cechą charakterystyczną, zależną od jej budowy. Tak więc cząsteczka związku chemicznego może pochłaniać tylko ściśle określone fragmenty promieniowania elektromagnetycznego - fale o konkretnej energii (długości).
Z absorpcją związany jest proces odwrotny - emisja promieniowania elektromagnetycznego: wzbudzona cząsteczka wracając do swojego stanu podstawowego uwalnia nadmiar energii - również zgodnie z warunkiem Bohra - emitując promieniowanie elektromagnetyczne z całej powierzchni we wszystkich kierunkach z takim samym natężeniem.

Warunek Bohra:

- różnica energii stanów cząsteczki

E_n - energia cząsteczki w stanie wzbudzonym

E_m - energia cząsteczki w stanie podstawowym

- energia fotonu

---