S z á z g o n d o l a t f i z i k á b ó l 2013/2014

Átírás

1 S z á z g o n d o l a t f i z i k á b ó l 2013/2014 Egyenletes mozgás: során megtett út és a közben eltelt idő egyenesen arányos egymással, a test sebessége állandó nagyságú és irányú. Egyenletesen gyorsuló mozgás: során a test által megtett út arányos a közben eltelt idő négyzetével, a létrejött sebességváltozás és a közben eltelt idő egyenesen arányos egymással, a test gyorsulása állandó nagyságú és irányú. Szabadesés: a test kezdősebesség nélküli, függőleges irányú gyorsuló mozgása. Ha a légellenállástól eltekintünk, akkor a testek gyorsulása a tömegüktől függetlenül ugyanakkora. Ez az érték a nehézségi gyorsulás. Vízszintes hajítás: során a test egy vízszintes irányú egyenletes mozgást és egy függőleges irányú szabadesést végez egyszerre. A mozgás pályája parabola. Centripetális gyorsulás: az egyenletes körmozgás kerületi sebességének irány-változásából fakadó gyorsulás, melynek iránya minden pontban a kör középpontja felé mutat és nagysága állandó. Newton I. törvénye (a tehetetlenség törvénye): Minden test nyugalomban marad vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez mindaddig, amíg ezt az állapotot más testek hatása meg nem változtatja. Newton II. törvénye (mozgásegyenlet): A tömegpontra ható erők eredője és az általa létrehozott gyorsulás hányadosa egy állandó értéket ad, ez a test tehetetlenségének mértéke, vagyis a test tömege. Az eredő erő és a gyorsulás párhuzamos és egyirányú vektorok. Newton III. törvénye (hatás-ellenhatás törvénye): Ha két test közül az egyik erőt fejt ki a másikra, akkor a másik test is erőt fejt ki az egyikre. A két erő két különböző testre hat, hatásvonaluk közös, irányuk ellentétes, nagyságuk azonos. Newton IV. törvénye (szuperpozíció elve): Egy adott testre, egyidejűleg ható erők a vektori összeadás szabályai szerint összegezhetők, ezt az összeget nevezzük a testre ható erők eredőjének. Tömegpont egyensúlyának dinamikai feltétele: hogy a tömegpontra ható erők eredője 0 legyen. Kiterjedt merev test egyensúlyának dinamikai feltétele: hogy a testre ható erők- és forgatónyomatékok eredője is zérus legyen. Tömegpont gyorsuló mozgásának dinamikai feltétele: hogy a tömegpontra ható erők eredője nem zérus, az eredő erő nagysága és iránya állandó. Egyenletes körmozgás létrejöttének dinamikai feltétele: hogy a testre ható erők eredője egyenlő legyen a test tömegének és centripetális gyorsulásának szorzatával és iránya a kör középpontja felé mutasson. Harmonikus rezgőmozgás létrejöttének dinamikai feltétele: hogy a testre ható erők eredője a kitéréssel egyenesen arányos nagyságú és ellentétes irányú legyen. Mechanikai energia megmaradásának tétele: szerint ha a súrlódás és a közegellenállás hatásától eltekintünk, akkor a mechanikai energiák, vagyis a helyzeti- mozgási- és a rugalmas- energiák összege állandó. Általános anyag- és energia megmaradás tétele: szerint az anyag és az energia semmilyen folyamatban nem keletkezik, nem tűnik el, csak az egyes megjelenési formáik alakulnak át egymásba. A lendület megmaradásának tétele: szerint zárt rendszerben, ahol a testekre ható külső erők eredje zérus, az összes lendület állandó. A Naprendszer tagjai sorrendben a Naptól távolodva: Nap, Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, első kisbolygó övezet, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz és a második kisbolygó övezet. 2

2 A Nap- és Holdfogyatkozás jelensége: Napfogyatkozás során a Hold árnyéka a Föld felszínére vetül és innen nézve a Hold korongja részben vagy teljesen kitakarja a Nap korongját. Holdfogyatkozás során a Föld árnyéka a Hold felszínére vetül és ez a Hold korongját részben vagy egészen eltakarja. Az általános tömegvonzás törvénye és magyar vonatkozása: szerint két, tömeggel rendelkező test között gravitációs vonzóerő ébred, amely egyenesen arányos a testek tömegével és fordítottan arányos a testek közötti távolság négyzetével. A Föld gravitációs terének egyenetlenségeit Eötvös Loránd mérte ki igen nagy pontossággal. Kepler I. és II. törvénye: szerint a bolygók olyan ellipszis alakú pályán keringenek, melynek egyik fókuszpontjában a Nap áll és a Naptól a bolygóhoz húzott vezérsugár egyenlő idők alatt egyenlő területeket súrol. Kepler III. törvénye: szerint a Nap körül keringő bolygók keringési idejének négyzete egyenesen arányos a bolygópályák fél-nagytengelyének köbével. Kozmikus sebességek: Első kozmikus- vagy körsebesség az a sebesség, amellyel a bolygó felszínén, érintő irányban elindítva a testet, az a bolygó körüli körpályára áll. Második kozmikus- vagy szökési sebesség az a legkisebb sebesség, amellyel a testet a bolygó felszínéről elindítva, az nem tér vissza többet. Egyszerű gépek: olyan egyszerű mechanikai szerkezetek, amelyekkel megváltoztatható a kifejtendő erő iránya illetve nagysága, de segítségükkel a munkavégzés során energiát megtakarítani nem lehet. Csillapított- és kényszerrezgés: Csillapított rezgés során a súrlódás vagy a közegellenállás hatására a rezgés amplithttp:// fokozatosan csökken, miközben a rezgés frekvenciája változatlan marad. Kényszerrezgés során a rezgő rendszerre a csillapításon kívül, egy időben periodikus erő is hat. Rezonancia létrejöttének feltétele: hogy a kényszer- és a sajátrezgés frekvenciája egyenlő legyen és a kényszerrezgés legalább annyi energiát közöljön a rendszerrel periódusonként, amennyit a csillapítás felemészt. A mechanikai hullám: tekinthető úgy, mint a közeg tömegpontjainak fázis-eltéréssel történő rezgőmozgása, illetve úgy, mint a rezgési állapot illetve a rezgési energia tovaterjedése a közegben. Interferencia jelensége: során, azonos frekvenciájú (koherens) hullámok esetén, a két hullám erősíti egymást, azaz amplitúdójuk összeadódik, ha a két hullám azonos fázisban találkozik, illetve gyengíti vagy kioltja egymást, azaz amplitúdójuk kivonódik, ha a két hullám ellentett fázisban találkozik. Elhajlás jelensége: során, ha a hullám a hullámhosszal összemérhető akadállyal találkozik, akkor az egyenes vonalú terjedés szabályával ellentétben az árnyéktérbe is bejut. Huygens-Fresnel elv: szerint a hullámtér minden pontja elemi hullámok kiindulópontja és a későbbiekben kialakuló új hullámfront ezen elemi hullámok interferenciájának eredménye. Doppler jelenség: során a hullámforrásnak vagy az észlelőnek a közeghez viszonyított mozgása miatt a kibocsátott hullám frekvenciájától eltérő érték észlelhető, mégpedig relatív közeledés esetén nagyobb, relatív távolodás esetén kisebb az észlelt frekvencia. A hallható hang terjedési sebessége és frekvenciája: c = m/s és 20 Hz < f < Hz. Légnyomás: a Föld légkörének súlyából származó nyomás, melynek nagysága függ az időjárástól illetve a tengerszint feletti magasságtól. Átlagos értéke: 10 5 Pa 1 bar 1 atm. 3

3 Hidrosztatikai nyomás törvénye: szerint nyugvó folyadékban, a szabad felszín alatt mindenhol, minden irányban a mélységgel egyenesen arányos nagyságú nyomás uralkodik, ami a folyadék súlyából származik. Felhajtóerő törvénye: szerint folyadékba vagy gázba merülő testekre a kiszorított folyadék vagy gáz súlyával egyező nagyságú felhajtó erő hat, ami a hidrosztatikai nyomások különbségéből származik. Hőmérsékleti skálák, a hőtan III. főtétele: A Celsius-skála alappontjai a normál légköri nyomáson olvadásban lévő jég és forrásban lévő víz hőmérséklete, beosztása 100 egység. A hőtan III. főtétele szerint a C, az abszolút zérus fok nem elérhető. A Kelvin-skála (abszolút hőmérsékleti skála) hőmérsékleti alappontja a C, beosztása megegyezik a Celsius-skálával. A víz különleges hőtágulásának jelensége: értelmében a víz térfogata hűtés során 4 0 C-ig csökken, a további hűtés során pedig növekszik, mert a vízben kialakuló egyre nagyobb számú hidrogénhíd kötések térigénye egyre nagyobb. Ez az oka annak is, hogy a jég sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége: ezért úszik a jég a vízen. Hőcsere jelensége, hőenergia fogalma: Hőcsere során a különböző hőmérsékletű, egymással kapcsolatban lévő, magára hagyott testek hőmérséklete kiegyenlítődik, miközben az egyik test energiát ad le, a másik energiát vesz fel. Az energia ezen, a hőcsere folyamatokban megjelenő formája, a hőenergia. Hővezetés, hőáramlás és hősugárzás jelensége: Hővezetés során a szilárd anyagokban úgy terjed a hőenergia, hogy maga az anyag nyugalomban marad. Hőáramlás során a folyadékokban és a gázokban úgy terjed a hőenergia, hogy maga a felmelegített anyag mozog. Hősugárzás során a hőenergia elektromágneses hullám formájában, minden közvetítő közeg nélkül, pl. légüres térben is terjed. Az olvadáspont és a forráspont nyomásfüggése: A jég olvadáspontja a nyomás nagymértékű növekedésével süllyed. A víz forráspontja már a nyomás kismértékű növekedésével is jól észlelhető mértékben emelkedik. Boyle Mariotte törvény: szerint adott mennyiségű, tetszőleges gáz térfogatának és nyomásának szorzata állandó, ha a gáz hőmérséklete állandó. Gay-Lussac I. törvénye: szerint adott mennyiségű, tetszőleges gáz térfogatának és abszolút hőmérsékletének hányadosa állandó, ha a gáz nyomása állandó. Gay-Lussac II. törvénye: szerint adott mennyiségű, tetszőleges gáz nyomásának és abszolút hőmérsékletének hányadosa állandó, ha a gáz térfogata állandó. Izobár folyamat: során a gáz nyomása állandó, a gyakorlatban könnyen mozgó, jól záródó dugattyúval ellátott tartályban lévő gázzal végezhető el. Ekkor a gázzal közölt hőenergia egy része növeli a gáz belső energiáját, a másik része a gáz által végzett térfogati munkává alakul. Izochor folyamat: során a gáz térfogata állandó, a gyakorlatban adott térfogatú, zárt tartályban lévő gázzal végezhető el. Ekkor a gáz nem végez térfogati munkát, ezért a gázzal közölt hőenergia teljes mértékben a gáz belső energiáját növeli. Izoterm folyamat: során a gáz hőmérséklete állandó, a gyakorlatban jó hővezető falú tartályban lévő gázzal, igen lassan végzendő el. Ekkor a gáz belső energiája nem változik, ezért a gázzal közölt hőenergia teljes mértékben a gáz által végzett térfogati munkává alakul. Adiabatikus folyamat: 4

4 során a gáz nem vesz fel és nem ad le hőenergiát, a gyakorlatban vagy jó hőszigetelő falú tartályban lévő gázzal, vagy igen gyorsan végzendő el. Ekkor a gáz térfogati munkát csak a saját belső energiájának rovására végezhet. Belső energia fogalma, az ekvipartíció tétele: Az ideális gázok belső energiája az egyes részecskék mozgási energiáinak összege. Az ekvipartíció tétele szerint az ideális gáz belső energiájából minden egyes részecske, minden egyes lehetséges mozgási irányára átlagosan ugyanannyi energia jut. A hőtan I. és II. főtétele: A hőtan I. főtétele szerint az ideális gázzal közölt hőenergia egyenlő a gáz belsőenergia változásának és a gáz által végzett munkának az összegével. A hőtan II. főtétele szerint a hőenergia önmagától mindig a melegebb helyről a hidegebb helyre jut. A hőerőgépek működési elve: értelmében a melegebb helyen felvett hőenergia egy része a hidegebb helyre jut, a másik része a gáz által végzett mechanikai munkává alakul. A hűtőgép működési elve: értelmében a hidegebb helyen felvett hőenergiát a gép a környezet által végzett munka árán a melegebb helyre juttatja, ahol a gép a felvett hőenergia és a végzett munka összegével egyező mennyiségű hőenergiát ad le. A Coulomb-törvény: szerint két elektromos töltéssel rendelkező pontszerű test között elektromos erőhatás ébred, amely egyenesen arányos a testek töltésével és fordítottan arányos a testek közötti távolság négyzetével. Az erőhatás azonos töltések esetén taszító-, különböző töltések esetén vonzóerő. Vezető és szigetelő anyagok fogalma: A vezető anyagokban nagyszámú, szabad töltéshordozó található, melyek könnyen elmozdulhatnak. A szigetelőkben vagy nincsenek töltéshordozók, vagy helyhez kötöttek. Elektromos tér fogalma: az elektromos tér az anyag nem tapintható megjelenési formája, amely az elektromos töltéstől származik, közvetíti az elektromos kölcsönhatást és rendelkezik az anyag minden lényeges tulajdonságával: van tömege, energiája, lendülete, perdülete. Vezető gömb elektromos tere: a gömbön kívül olyan, mintha a gömb összes töltése a gömb középpontjában helyezkedne el; a gömbön belül az elektromos térerősség zérus, a vezető felülete és minden belső pontja ekvipotenciális. Árnyékolás jelensége, csúcshatás: Tetszőleges alakú zárt vezető belsejében az elektromos tér erőssége zérus, ez az árnyékolás jelensége. Elektromosan töltött vezetők éles, hegyes felületeinek környezetében az elektromos tér erősség nagymértékben megnövekszik, ez a csúcshatás. Kondenzátor elektromos tere: A kondenzátor elektromosan töltött, nagy felületű, párhuzamos, sík lemezei között igen erős homogén elektromos tér jön létre, így lehetséges a kondenzátorban minél több töltést, minél kisebb feszültségen tárolni. Ohm törvénye: szerint a fogyasztóra kapcsolt feszültség és az általa létrehozott áramerősség hányadosa állandó, ez az állandó a fogyasztó elektromos ellenállása. A galvánelem jellemzése: Minden áramforrás rendelkezik saját belső ellenállással, ezért üresjárási feszültségének csak egy része használható fel a fogyasztó üzemeltetésére, ezt nevezzük kapocsfeszültségnek. A vezetők ellenállásának méret- és hőmérsékletfüggése: értelmében a vezetők ellenállása egyenesen arányos a vezető hosszával és fordítottan arányos a vezető keresztmetszetével, az arányossági tényező a vezető anyagára jellemző fajlagos ellenállás. A vezetők ellenállása a hőmérséklet növekedésével általában növekszik. A soros kapcsolás jellemzése: 5

5 Soros kapcsolás esetén minden fogyasztón azonos az áramerősség, a telep feszültsége pedig az ellenállásokkal egyenes arányban oszlik meg a fogyasztók között. Az áramkör eredő ellenállása bármely fogyasztó ellenállásánál nagyobb. A párhuzamos kapcsolás jellemzése: Párhuzamos kapcsolás esetén minden fogyasztón azonos a feszültség, a főágbéli áramerősség pedig az ellenállásokkal fordított arányban oszlik meg a fogyasztók között. Az áramkör eredő ellenállása bármely fogyasztó ellenállásánál kisebb. Az ampermérő és a voltmérő használata: A viszonylag kis ellenállású ampermérőt az áramkörbe a fogyasztóval sorosan, a viszonylag nagy ellenállású voltmérőt az áramkörbe a fogyasztóval párhuzamosan kapcsoljuk. Az n- és a p-típusú vezetés: A 4 vegyértékű szilíciumot az n-típusú vezetés esetén pl. 5 vegyértékű arzénnal szennyezve negatív töltésű többletelektronok, a p-típusú vezetés esetén pl. 3 vegyértékű galliummal szennyezve pozitív töltésű, elektronhiányos lyukak mozognak az anyagban. A dióda és a tranzisztor felépítése: a diódában lévő két különböző típusú félvezető rétegben az elektromos áram csak egy irányban vagy valamilyen külső hatásra (pl. fény- vagy hő hatására) indulhat meg. A tranzisztorban három, különböző típusú félvezető rétegen keresztül haladó áram a középső rétegre kapcsolt feszültséggel jelentős mértékben szabályozható. A mágneses gerjesztés jelensége: szerint az áramjárta vezető körül, a vezetőre merőleges irányú mágneses tér jön létre, amely általában egyenesen arányos az áramerősséggel és fordítottan arányos a vezetőtől mért távolsággal. A vasmagos tekercs mágneses tere: homogén mágneses tér, melynek erőssége egyenesen arányos az áramerősséggel és a menetek számával illetve fordítottan arányos a tekercs hosszával. A mágneses tér erősségét jelentősen növelheti a tekercsben lévő vasmag. Ezt nevezzük elektromágnesnek. A Lorentz-erő jelensége és alkalmazásai: A mágneses térben mozgó elektromos töltésre a tér és a mozgás irányára merőleges erő hat, ami egyenesen arányos a töltés sebességével és nagyságával illetve a mágneses tér erősségével. Gyakorlati alkalmazása a villanymotor, a dinamó és a részecskegyorsító. Az indukció jelensége és Lenz-törvény: Változó mágneses tér hatására elektromos feszültség keletkezik, amely egyenesen arányos a mágneses fluxus megváltozásával és fordítottan arányos az eközben eltelt idővel. Az indukált áram iránya pedig mindig olyan, hogy hatásával gyengíti az őt létrehozó hatást. Örvényáramok jelensége és alkalmazásai: Változó mágneses tér hatására kiterjedt vezetőkben indukált áram keletkezik, ami mágneses terével akadályozhatja a mágneses tér változását. Gyakorlati vonatkozásai az indukciós fék, az indukciós kemence és a transzformátor lemezekből készített vasmagja. A dinamóelv és felfedezője: A dinamóelv értelmében érdemes a generátor forgórészében keletkező igen gyenge áramot visszavezetni a generátor mágneses terét létrehozó tekercsekbe, melyek így még erősebb mágneses teret és még nagyobb indukált áramot képesek kelteni. Felfedezője: Jedlik Ányos. Önindukció jelensége: során a tekercsben bekövetkező mágneses tér változást, nemcsak egy másik, külső tekercs, hanem saját maga is érzékeli és az így, benne keletkező önindukált feszültség a rákapcsolt feszültség sokszorosa is lehet. Váltakozó feszültség jellemzői: A váltakozó feszültség pillanatnyi értéke az eltelt idő szinuszával arányosan változik. Effektív feszültségnek hívjuk azt az egyenfeszültséget, amely ugyanazon a vezetőn, periódusonként ugyanannyi hőt termel, mint az adott váltakozó feszültség. A transzformátor felépítése, feltalálói: 6

6 a transzformátorban egy zárt vasmagon két, különböző menetszámú tekercs van, melynek segítségével a transzformátor képes a rákapcsolt váltakozó feszültség nagyságát a menetszámok arányában megváltoztatni. Feltalálói: Déri Miksa, Bláthy Ottó és Zipernowsky Károly. Elektromágneses hullám keltése: Nyugvó elektromos töltés körül elektrosztatikus tér, egyenletesen mozgó elektromos töltés körül mágneses tér is keletkezik. Nagy gyorsulással mozgó elektromos töltésről az elektromos és mágneses tér mintegy leszakad és minden irányban, egyenes vonalban tovaterjed. Elektromágneses hullám fogalma: az elektromágneses hullám az elektromos- és mágneses tér, térben és időben periodikus megjelenési formája vagy másképp az elektromágneses rezgés tovaterjedése a térben. Az elektromágneses spektrum elemei növekvő frekvencia szerint: a rádióhullámok, a mikrohullámok, az infravörös sugárzás, a látható fény, az ultraibolya sugárzás, a röntgen sugárzás, a γ-sugárzás és a kozmikus sugárzás. A látható fény terjedési sebessége és hullámhossza: c = km/s és 400 nm < λ < 800 nm. Visszaverődés és törés törvénye: szerint új közeg határához érve a hullám részben visszaverődik, részben továbbhalad az új közegben. A beesési- és a visszaverődési szögek megegyeznek, a beesési- és a törési szögek szinuszainak aránya pedig egyenlő az egyes közegekben mért terjedési sebességek arányával. A teljes visszaverődés jelensége: szerint, ha a hullám olyan közeg határához érkezik, ahol a terjedési sebesség nagyobb, akkor a határszögnél nagyobb szögben beeső hullámok teljes mértékben visszaverődnek az új közeg határáról. Ezt a jelenséget használják ki a száloptikában. A borotválkozó- és a visszapillantó tükör képalkotása: A borotválkozó tükörként használt homorú tükör a fókusztávolságon belüli tárgyakról látszólagos, egyenes állású és nagyított képet ad; a visszapillantó tükörként használt domború tükör a fókusztávolságon kívüli tárgyakról látszólagos, egyenes állású és kicsinyített képet ad A fényképezőgép lencséjének képalkotása: a fényképezőgép domború lencséje a kétszeres fókusztávolságnál messzebb lévő tárgyakról valódi, fordított és kicsinyített képet hoz létre a fényérzékeny felületen. A vetítőgépek lencséjének képalkotása: a vetítő eszközökben a domború lencse az egyszeres- és kétszeres fókusztávolság között lévő tárgyakról valódi, fordított és nagyított képet hoz létre az vetítővásznon. A szemlencse képalkotási hibái: A távollátó ember szemlencséje az éles képet az ideghártya mögött hozná létre, ennek korrigálására domború lencse használható; a rövidlátó ember szemlencséje az éles képet az ideghártya előtt hozza létre, ennek korrigálására homorú lencse használható; A fény polarizációjának jelensége: során a fényben található sokféle irányú rezgésekből bizonyos irányú rezgéseket kiszűrhetünk. A jelenség csak transzverzális hullámok esetében tapasztalható. A gyakorlatban pl. ilyen a 3D mozi szemüvege, amellyel a két vetített képből mindkét szemünkkel csak a megfelelőt látjuk. A prizma és optikai rács színképének összehasonlítása: A prizma a fehér fényt a szivárvány színeire bontja, legjobban az ibolyaszínű fényt térítve el. Az optikai rács színképében a színek sorrendje fordított és az eltérítés mértéke egyenesen arányos a fény hullámhosszával, ezért alkalmas a színképelemzéssel járó vizsgálatokra. Színképek jellemzése: Az izzó szilárd test vagy folyadék folytonos színképet bocsát ki. Az izzó gázok emissziós színképében csak néhány színképvonal található. Ugyanezek a gázok hidegebb állapotban ugyanilyen színű fényeket nyelnek el a folytonos színképből, ez az abszorpciós színkép. 7

7 Rutherford-féle atommodell: szerint az atom teljes pozitív töltését és szinte teljes tömegét tartalmazó atommag körül keringenek az elektronok. Egy ilyen szerkezetű atom nem lehet stabil, mert az elektronok keringésük során elektromágneses hullámot kibocsátva folyamatosan energiát vesztenek. Planck-féle sugárzási törvény: értelmében a kibocsátott elektromágneses sugárzás energiája minden esetben a sugárzás egy fotonjának, energiakvantumjának egész számú többszöröse. Egy foton energiája eghttp:// arányos a sugárzás frekvenciájával. A fotóeffektus jelensége: szerint a fotocellában fény besugárzás hatására elektronok lépnek ki a katódból. A becsapódó foton energiájának egy része fedezi az elektron kiszabadításához szükséges kilépési munkát, a maradék pedig az elektron mozgási energiáját növeli. Bohr-féle atommodell: szerint az atomban az elektronok csak meghatározott energiájú pályákon helyezkedhetnek el, ahol nem veszítenek energiát. Az elektron energia elnyelésére vagy kibocsátására csak két, adott energiájú pálya közötti ugrás során képes. Az anyag kettős természetének törvénye: az anyagi részecskék és az elektromágneses hullámok is kettős természetet mutatnak. Megfelelő körülmények között az anyagi részecskék is mutatnak hullámtulajdonságokat és az elektromágneses sugárzás is mutat részecske természetet. A kvantummechanika alapgondolata: szerint az anyagi részecskék helyzetét és állapotát jellemző fizikai mennyiségek értékei nem határozhatók meg egyértelműen. Csak annak a valószínűsége adható meg, hogy ezen fizikai mennyiségek milyen valószínűséggel vesznek fel egy bizonyos értéket. A Heisenberg-féle határozatlansági reláció: szerint nem lehetséges egy elemi részecske helyét és lendületét egy időben tetszőleges pontossággal meghatározni illetve ugyanígy nem lehetséges egy elemi részecske energiáját és ebben az állapotban eltöltött időt egyszerre tetszőleges pontossággal megadni. A kvantummechanikai atommodell: figyelembe veszi az elektron hullámtermészetét is, így az elektronoknak az atomban elfoglalt helye nem állapítható meg egyértelműen, csak azt a tartományt tudjuk meghatározni, ahol a legnagyobb valószínűséggel tartózkodnak. Ezt a tartományt nevezzük elektronpályának. Az atommag kötési energiája: Az atommagban a nukleonokat rövid hatótávolságú, igen erős, töltéstől független vonzóerők tartják össze, ez az erős kölcsönhatás. Az atommagnak az erős kölcsönhatásból, a protonok közti elektromos taszításból és a nukleonok mozgásából származó energiája a kötési energia. A magfúzió és a tömegdefektus jelensége: A könnyű atommagok egyesülése során az atommagok kötési energiájának és ezzel együtt tömegének egy része is felszabadul elektromágneses sugárzás formájában. Így az új atommag tömege valamivel kisebb lesz, mint az összetevő atommagok kiindulási tömege. A spontán radioaktivitás jelensége: során bizonyos atommagok külső beavatkozás nélkül más atommagokká alakulnak át. Először az α- bomlás során egy hélium-atommag, majd a β-bomlás során általában egy elektron végül a γ-bomlás során fotonok lökődnek ki az atommagból. A radioaktív sugárzások jellemzői: Az α-, β- és γ- sugárzások ionizáló képessége ebben a sorrendben egyre kisebb és áthatoló képessége egyre nagyobb. Mágneses térben a radioaktív sugárzások szétválaszthatók: az α- és β- sugárzások ellentétes irányban eltérülnek, a γ-sugárzás irányváltozás nélkül halad tovább. A maghasadás jelensége: 8

8 A nehéz atommagok neutronnal való bombázás hatására két, közepes tömegű atommagra hasadnak, miközben energia és újabb neutronok szabadulnak fel. Ez az energia alakul elektromos energiává az atomerőművekben, a keletkező neutronok pedig önfenntartóvá teszik a folyamatot. Az érettségi feladatok és megoldásaik (amiből a tesztfeladatokat érdemes gyakorolni) az alábbi helyen érhetők el: feladatsorokhttp:// 9