background image

B. Augustyniak                                                            Fizyka                                                                  F1-0 

Międzynarodowy układ jednostek SI   

Système International, 1966 

 

lp. 

wielkość 

 

jednostka symbol uwagi 

1 długość 

metr m 

wp, 1983, p 

2 masa  kilogram kg 

wp, 1901, w 

3 czas  sekunda s 

wp, 1964, p 

4 liczność materii 

mol mol 

wp, 1971, w 

5 natężenie prądu elektrycznego

amper A 

wp, 1948, p 

6 temperatura 

termodynamiczna

kelwin K 

wp, 1967,w 

światłość 

kandela cd 

wp, 1979, p 

8 kąt płaski 

radian 

rad 

wu 

9 kąt bryłowy 

steradian 

sr 

wu 

wp – wielkość podstawowa, wu – wielkość uzupełniająca; p – według przepisu 
pomiarowego, w – według wzorca 
 

1.  Metr (m) jest to długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/299792458 s.  
 
2.  Kilogram jest to masa międzynarodowego wzorca jednostki masy przechowywanej w 

Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres. 

 
3.  Sekunda jest to czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającego przejściu 

miedzy dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu  cezu  

133

Cs  

 
4.  Mol jest to liczność materii występująca, gdy liczba cząstek jest równa liczbie atomów zawartych 

w masie 0,012 kg 

12

C (węgla o masie atomowej 12) 

  
5.  Amper jest natężeniem prądu nie zmieniającego się, który płynąc w dwóch równoległych 

prostoliniowych przewodach nieskończenie długich o przekroju kołowym znikomo małym, 
umieszczonych w próżni w odległości 1 m, wywołuje miedzy tymi przewodami siłę równą 2

⋅10

-7

 

niutona na każdy metr długości przewodu 

  
6.  Kelwin jest to 1/273,16 część temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody 
 
7.  Kandela  jest to światłość, jaką ma w określonym kierunku źródło emitujące promieniowanie 

monochromatyczne o częstotliwości 540

⋅10

12

 Hz i którego natężenie w tym kierunku  jest równe 

1/683 W/sr.  

 
8.  Radian jest to kąt płaski zawarty miedzy dwoma promieniami koła, wycinającymi z jego okręgu 

łuk o długości równej promieniowi tego koła. 

9.  Steradian   jest kątem bryłowym o wierzchołku w środku kuli, wycinającym z jej powierzchni 

część równą powierzchni kwadratu o boku równym promieniowi tej kuli 

 

 

1

SI-1 

background image

B. Augustyniak                                                            Fizyka                                                                  F1-0 

METR 

 

1.

 XVIII : 1/10

6

 część ćwiartki 

południkowego obwodu Ziemi  
(w Paryżu) ,  
 

2.

 wzorzec ‘metra’ w Severe koło 

Paryża:  pręta  z dwiema kreskami !  
31 kopii,  90% Pt , 10% Iryd 

 

 

A. Januszajtis 
 

 

3.

 

‘swietlny’ – długość równa N 
długości 

λ

 fali w próżni 

promieniowania atomu kryptonu 
(między poziomami 2p

10

 i 5d

5. 

N = 1 650 76, 73 

 

Przekrój wzorca ‘metra’  wg. Sz. Szczeniowski 

4. 

1983, XVII Genewska Konferencja Miar, 1983. 

definicja  

c 

 t,                     c – prędkość światła [m/s ] 

Metr (m) jest to długość drogi przebytej w próżni przez światło w 
czasie 1/299792458 s.

 

SI-2

 

2

background image

B. Augustyniak                                                            Fizyka                                                                  F1-0 

 

KILOGRAM 

 
wzorzec pierwotny –  
masa 1 dcm

wody destylowanej w T = 4

o

 C  

 
wykonano wzorzec z irydu i platyny w Severe k. Paryża 
 
UWAGA: różni się :  dla 1 kg wody  => V = 1,000 028 dm

 
--------------------------------- 
Skala ‘obiektów’ w przyrodzie 

-30 -20 -10

0

10

20

30

40

50

60

-30

-20

-10

0

10

20

30

A. K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski; Wstęp do Fizyki, t.1 PWN 

Wszechświat

Galaktyka

Słońce

Ziemia

człowiek

pierwotniaki

wirusy

atom 
wodoru

cząsteczka wody

proton

 

 

log 

R

  [ m ] 

log  [ kg ] 

 

 

 

3

SI-3 

background image

B. Augustyniak                                                            Fizyka                                                                  F1-0 

 

POMIAR DŁUGOŚCI 
 

1. porównanie danego obiektu ze ‘wzorcem’ 

2. 

pomiar za pomocą wykalibrowanych instrumentów

 

 
Przykład – 

suwmiarka  

 
 

 

Sz. Szczeniowski 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-  
 
 
 
 
 
pośrednio : interefometry – używając jako ‘skali – długości fali świetlnej  
(rzędu 

µm)  

 

4

SI-4 

background image

B. Augustyniak                                                            Fizyka                                                                  F1-0 

 

 

 

5

Sz. Szczeniowski 

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

CZAS – sekunda 

 

1. 

1/86 400 część średniej doby słonecznej – fluktuacje roczne 

2. 

1/ 321 556 925,9747 czść roku zwrotnikowego 31 grudnia 1899  
zmiana o około 0.53 s/ rok 

3. 

zegary ‘atomowe’:  

 
 
 
 

Galileusz,

 Galileo Galilei, (1564- 1642) – 

 

 Sekunda jest to czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającego przejściu
miedzy dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu  cezu  

133

Cs  

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

 

6

SI-6 

Zegar cezowy. 

Januszajtis  

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

‘Zegary’ 
mechaniczne 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

SI-7 

7

Wahadło Galileusza 

 

Kółko balansowe w zegarze 

 

Wahadło grawitacyjne 

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

TEMPERATURA 
 

Definicja temperatury: miara średniej energii kinetycznej cząsteczek 
(molekuł)  

 

1.  efekt rozszerzania się  

ciał ogrzanych  

termometry gazowe 

 
 
‘zero’  w skali Celsjusza [ 

o

C] 

 (stan równowagi wody z lodem  
pod normalnym ciśnieniem). 
 
 
Skala temperatur bezwzględnych 
Kelvina [K]  
 
‘zero’ w skali absolutnej temperatur 
– zanik ruchu cieplnego molekuł.  
 

2.  efekt przemian fazowych (zmiana stanu skupienia) 

 

 

 
 
 

Kelwin jest to 1/273,16 część temperatury 

termodynamicznej punktu potrójnego wody 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

punkt potrójny wody : występuje jednocześnie stan cieczy, lód oraz para 
 
T = 0,01 

o

C, p = 610,02 Pa 

 

SI-9 

 

 

8

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

ŚWIATŁOŚĆ (natężenie światła)  

 
efekt świecenia  ciał nagrzanych  -> promieniowanie temperaturowe ciał – emisja fal 
elektromagnetycznych przez drgające molekuły 
 
modelowe ‘ciało’ – ciało doskonale czarne (CDCz) 
 
Definicja:  

 

Kandela  jest to światłość, jaką ma w określonym kierunku źródło
emitujące promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540

⋅10

12

Hz i którego natężenie w tym kierunku  jest równe 1/683 W/sr. 

Wzorzec  
 
wnęka  z małym otworkiem w temperaturze krzepnięcia platyny (T = 1773 

o

C ). 

 
 

 

SI-10 

 

9

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

x

y

y2

x1

x2

y1

a

x

a

y

a

ELEMENTY 
GEOMETRII  
WEKTORÓW 
 
 wektor   a 

 
3 cechy: długość, 
kierunek i zwrot 

rzuty na osie współrzędnych:  składowe wektora  
            a

x

 , a

y

 i  a

z; 

 

długość wektora (moduł)  a = |

a

|,      a

2

 = a

x

2

 +  a

y

2

+  a

z

2

 

 
 suma wektorów a i b 
 
c = a + b 
c

x

 = a

x

 + b

x

 

c

y

 = a

y

 + b

c

z

 = a

z

 + b

 

 

 

 

 
 
 

różnica  wektorów a i 
 
c
 = a - b 
c

x

 = a

x

 - b

x

 

c

y

 = a

y

 - b

c

z

 = a

z

 – b

z

  

 

 

 
 

x

a

y

y

x1

a

x

a

b

c

b

x

b

y

c

x

c

y

 

 

α

α

β

P1

P2

w

h

W = P1 + P2   
 
W

2

 = P1

2

+ P2

2

+ 2 P1

 

P2

 

 cos

α

 

 
sin 

β

= h / W = P2

 sin 

α

 / W

 

10

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

Iloczyn skalarny i wektorowy 
 

α

P1

P2

h

 Iloczyn skalarny => 
skalar  (liczba  ) 

 

W = P1 

·

 P2 

 
W = P1

 P2 cos

α

  

W = P1

x

 P2

x   

 

P1

y

 P2

y   

 

P1

z

 P2

z      

 

 

α

P1

P2

W

π/2

π/2

 

 

cos

α

 = W/ (P1 P2) 

 
 
Iloczyn wektorowy => 
wektor  

 

W = P1 x P2 

 
 

W = P1 

P2

 sin 

α

 

 

 
W
 = powierzchnia wieloboku  P1-P2:        S = P1 

 h ,      h = P2 sin 

α 

 
składowe iloczynu wektorowego         

W2 

Zapis za pomocą wyznacznika 
 
 

c

x

y

z

a

a

a

b

b

b

o

o

x

y

x

y

=

o

z

z

 

 
  c = a 

x

 b 

:  

 
c

x

 =  a

y

 b

z

 – a

z

 b

y

    

c

y

 = -(a

x

 b

z

 – a

z

 b

x

)

 

c

z

 =  a

x

 b

y

 – a

y

 b

x

    

 
 c  = x

o

 c

x

 + y

o

 c

y

 + z

o

 c

z

 

 
 
 
 

 

11

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

UKŁADY   WSPÓŁRZĘDNYCH 

 

1. 

Układ 

współrzędnych 
Kartezjusza
 

 
prostokątny układ 
współrzędnych,  
utworzony z trzech 
płaszczyzn wzajemnie 
 do siebie prostopadłych 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wersory kartezjanskiego układu 
współrzędnych  
 

|wersor| 

≡ 1 

 

wyznaczenie kierunku osi ‘z’ na 
podstawie iloczynu wektorowego   

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Współrzędne krzywoliniowe 

 

 

12

background image

B. Augustyniak                                                        

Fizyka     

                                                       

   F1-0 

 

Układ  biegunowy  

 

 

 

 
r = r r

x = r  cos 

ϕ

 

y = r  sin 

ϕ

 

 
 
 
 
 

 

 

 

układ  sferyczny

 

 
 

 
 
 
r = 

ρ

 

 

ρ

x = 

ρ

 

sin

ν

 

 cos 

ϕ

 

y = 

ρ⋅

sin

ν⋅

 sin 

ϕ

 

 
z = 

ρ⋅

 cos 

ν

 

 
 
 
 
 
 

 

 

 

13