PERIODISK SVÄNGNING

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "PERIODISK SVÄNGNING"

Bengt Jonsson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Planering Fysik för n, ht-03 Våglära och optik Kurslitteratur: Göran Jönsson & Elisabeth Nilsson: Våglära och optik, Teach Support markerar viktigt avsnitt, * markerar överkurs. Vecka 39 Vecka PERIODISK SVÄNGNING Periodisk svängningsrörelse 12 Pendelrörelse 14 Energi hos svängningen 18 Dämpad svängning TVUNGEN SVÄNGNING OCH RESONANS Egenfrekvens och resonans 31 Odämpad tvungen svängning 32 * Dämpad tvungen svängning 35 * Vibrationspåverkan på kroppen VÅGRÖRELSE Transversella och longitudinella vågor 42 Sfäriska och plana vågor 44 Ekvationen för en plan våg 46 Allmänna vågekvationen 48 * Våghastighet i en sträng 49 Olika mekaniska vågtyper INTERFERENS Superpositionsprincipen 60 Interferens mellan två vågor 61 Stående vågor 66 Svävning 71 * Fashastighet och grupphastighet DOPPLEREFFEKT Hastighetsbestämning 83 Dopplereffekt hos ljud 84 Samma relativa hastighet 87 Dopplereffekt när det blåser 88 Dopplerskift hos ljus 88 Överljudsfart 89 Överljussfart 91

2 Vecka 40 Vecka LJUDTRYCK, FART OCH INTENSITET Amplitudbeteckningar 99 Härledning av ljudtryck 99 Härledning av ljudets fart 102 Ljudets fart i en gas 104 Fartens temperaturberoende 105 Ljudintensitet HÖRSEL OCH RÖST Den mänskliga hörseln 114 Örats uppbyggnad 114 Örats frekvenskänslighet 116 Örats intensitetskänslighet 118 Hörnivå 121 Eko och efterklang 122 Hörselns riktningskänslighet 123 Den mänskliga rösten 125 Röstanalys REFLEKTION AV LJUD Fasförskjutning 132 Reflektion av longitudinella vågor 132 Ljudreflektion i ett rum 138 Ultraljudsmätningar MUSIKINSTRUMENT OCH LJUDÅTERGIVNING Tre resonansfall 148 Stränginstrument 148 Blåsinstrument 150 Öppna cylindrar 151 Halvslutna cylindrar 152 Ljudupptagning 155 Ljudlagring 156 Magnetisk lagring 157 Optisk lagring 159 * Ljudåtergivning FREKVENSANALYS* 11. ELEKTROMAGNETISKA VÅGOR Det elektromagnetiska spektrumet 181 Ljusets fart 184

3 Maxwells ekvationer 185 Generering av radiovågor 186 Detektering av radiovågor 188 Elektromagnetiska vågor 190 Brytningsindex 194 Optisk väg 195 Dispersion 196 Vecka 41 Vecka REFLEKTION OCH BRYTNING Partikel eller våg 201 Huygens princip 201 Geometrisk optik 204 Skugga 205 Brytningslagen 207 Reflektionslagen 209 Reflektans 210 Totalreflektion 212 Optisk tunneleffekt 213 Fiberoptik 214 * Prismor 216 Regnbågen AVBILDNING MED LINSER Sfäriska ytor 227 Brytning i en sfärisk yta 228 Tunna linser 233 Avbildning och förstoring 236 Parallella strålar 241 Avbildningsfel 242 Två tunna linser 245 * Huvudplan PLANA OCH BUKTIGA SPEGLAR Speglar 258 Plana speglar 258 Två plana speglar 259 Sfäriska speglar 263 Bildkonstruktion 265 Paraboliska speglar 269

4 15. OPTISKA INSTRUMENT Ögat 278 Färg och färgseende 281 * Stereoskopiskt seende 286 Glasögon 287 * Skyddsglasögon 290 Kameran 291 Skärpedjup 296 Projektorer 300 Vinkelförstoring 301 Luppen 302 Mikroskopet 303 Keplerkikare 306 Fältkikare 309 Galileikikare 310 Teleskop 312 Bländare och pupiller 312 Vecka 44 Vecka BÖJNING OCH UPPLÖSNING Fysikalisk optik 323 Böjning 323 Fraunhofer- och Fresnelböjning 324 Böjning i en spalt 325 Böjning i en cirkulär öppning 329 Babinets princip 331 Upplösning hos optiska system 332 Digital upplösning 333 Vinkelupplösning 335 Längdupplösning 337 Fokusering av en laserstråle INTERFERENS OCH BÖJNING Böjning eller interferens 352 Youngs dubbelspaltförsök 353 Interferens mellan N spaltöppningar 356 Transmissions- och reflektionsgitter 362 Spektrometrar 366 * Braggreflektion 369 Holografi 370

5 18. MULTIPELINTERFERENS Reflektans 381 Antireflexbehandling 381 Metallspeglar och dielektriska speglar 386 Interferens i tunna skikt 387 Fabry-Perotinterferometern 391 * Interferensfilter 395 Vecka 45 Vecka INTERFEROMETRAR MED AMPLITUDDELNING Michelson-interferometern 404 * Vågmeter 408 Jamin-interferometern 410 Lorenz-Lorentz' lag 412 * Eterns existens POLARISERAT LJUS Olika typer av polarisation 420 Malus lag 422 Polarisation vid reflektion 423 * Fresnels formler 424 Polarisationsgrad 426 Polarisation genom spridning 428 Dikroism 431 * Dubbelbrytning 434 Optisk aktivitet 438 Flytande kristall display 439 Spänningsoptik 441 Atomfysik Kurslitteratur: Göran Jönsson: Atomfysikens grunder, del 1, Teach Support HISTORIK Antiken 11 Relativ atomvikt 11 Elektrolys 13 Periodiska systemet 14 Ljusutsändning 17 Rotation och vibration 18 Röntgenstrålning och radioaktivitet 19 Kinetisk gasteori 19

6 Tekniska framsteg 21 Elektronen 22 Thomsons atommodell 22 Relativitetsteorin 23 Fotonen 23 Dualism 24 Rutherfords atommodell 24 Isotoper 26 Bohrs atommodell 26 Kvantmekanik 27 Litteraturhänvisning RELATIVISTISK MEKANIK Inertialsystem 30 Galileis koordinattransformation 30 Eterns existens 33 Den speciella relativitetsteorin 35 Relativistiska effekter 36 Lorentztransformationen 41 Längdkontraktionen 44 Tidsdilatationen 46 Vecka 46 Vecka 46 Addition av hastigheter 47 Rörelsemängd och energi 49 Partiklar utan vilomassa 56 Dopplereffekt hos ljus 57 Fotonens massa 62 Gravitationell rödförskjutning 63 Problemlösning ELEKTRONEN Elektricitet 76 Elektrolys 76 Katodstrålar och elektroner 78 Avlänkning i elektriskt fält 78 Avlänkning i magnetiskt fält 81 Specifik laddning 84 Elektronens laddning 85 Elektronens vågegenskaper 88 Davisson och Germers försök 91

7 Elektronmikroskop 94 Vecka 47 Vecka ATOMERNAS STORLEK OCH MASSA Atomernas storlek 102 Braggreflektion 103 * Spridningstvärsnitt 106 Isotoper 110 Atomär massenhet 111 Masspektrometrar 112 Bainbridges masspektrometer 114 Atomkärnan FOTONEN Temperaturstrålare 125 Plancks strålningslag 126 Stefan-Boltzmanns lag och Wiens lag 130 Fotoelektriska effekten 132 Ljusdetektorer 137 * Inre fotoelektrisk effekt 138 * Comptonspridning 140 Heisenbergs obestämdhetsrelationer 144 Vecka 48 Vecka BOHR-SOMMERFELDS ATOMMODELL Atomspektroskopi 152 Koncentrationsbestämning 155 Empiriska samband 156 Bohrs atommodell 159 Ljusutsändning 172 Isotopskift 175 Vätelika system 177 Sommerfelds utvidgning KVANTDEFEKT* 8. RIKTNINGSKVANTISERING* 9. DET PERIODISKA SYSTEMET* 10. KOPPLING AV RÖRELSEMÄNGDSMOMENT* Vecka 49 Vecka 49

8 11. LASERFYSIK Den första lasern 242 Stimulerad emission 243 Boltzmannfördelningen 243 Livstid vid spontan emission 246 Einsteinkoefficienterna 250 Kristallasrar 253 He-Ne lasern 255 Resonanser i en laser 257 Gaslasrar 260 Kontinuerligt avstämbara lasrar 261 Halvledarlasrar 262 Tillämpningar RÖNTGENSTRÅLNING Röntgenundersökning 270 Bromsstrålning 271 Karakteristisk röntgenstrålning 273 Absorption och spridning av röntgenstrålning 277 Röntgentomografi 280 * Finstruktur hos röntgenstrålning 282 Antipartiklar 286 Parbildning och annihilation 289 Positronkamera 290 Uppbromsning av strålning i materia 291 Vecka 50 Vecka RADIOAKTIVIVITET Stabila isotoper 299 Fyra naturkrafter 300 Massdefekt 302 Sönderfallslagen 305 Alfasönderfall 309 Betasönderfall 310 Gammastrålning 313 Kolfjorton metoden 315 Kronologi 317 Joniserande strålning 320

9 Räkneövningsplanering Första övningen (läsperiodsvecka 5, vecka 40) Förkunskaper: Kapitel 1 och 3-5 Räkneuppgifter: 1.1, 1.5, 1.6, 1.7, 1.12, 1.18, 3.1, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2, 4.5, 4.7, 5.3, 5.8, 5.17 Diskussionsuppgifter: 1.21, 3.11, 3.14, 3.17, 4.12, 4.14, 4.17, 4.19, 5.21, 5.24, 5.26 Andra övningen (läsperiodsvecka 6, vecka 41) Förkunskaper: Kapitel 5-8 Räkneuppgifter: 5.6, 5.7, 5.11, 6.4, 6.5, 6.7, 7.2, 7.4, 7.6, 7.7, 7.8, 8.3, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8 Diskussionsuppgifter: 6.12, 6.15, 6.16, 6.22, 7.13, 7.14, 7.15, 8.13, 8.15, Tredje övningen (läsperiodsvecka 1, vecka 44) Förkunskaper: Kapitel 9, Räkneuppgifter: 9.2, 9.6, 9.8, 11.4, 11.5, 11.6, 11.8, 11.9, 12.2, 12.4, 12.7, 12.8 Diskussionsuppgifter: 11.11, 11.12, 11.15, 12.15, 12.17, 12.18, 12.21, 9.11, 9.15, 9.17 Fjärde övningen (läsperiodsvecka 1, vecka 44) Förkunskaper: Kapitel Räkneuppgifter: 13.4, 13.5, 13.7, 13.12, 13.13, 13.19, 13.20, 13.25, 14.6, 14.9, 14.10, Diskussionsuppgifter: 13.32, 13.33, 13.36, 13.41, 14.19, 14.21, 14.22, 14.24, 14.28, Femte övningen (läsperiodsvecka 2, vecka 45) Förkunskaper: Kapitel Räkneuppgifter: 15.6, 15.11, 15.13, 15.15, 15.22, 15.25, 16.1, 16.3, 16.4, 16.9, 16.14, 16.21, 16.24, Diskussionsuppgifter: 15.33, 15.36, 15.38, 15.48, 16.32, 16.36, 16.37, 16.41, 16.43, 16.44, Sjätte övningen (läsperiodsvecka 2, vecka 45) Förkunskaper: Kapitel Räkneuppgifter: 17.2, 17.6, 17.8, 17.14, 17.16, 18.2, 18.7, 18.11, 18.13, 18.14, 19.1, 19.3, 19.5 Diskussionsuppgifter: 17.21, 18.20, 18.22, 19.7, 19.9, Sjunde övningen (läsperiodsvecka 3, vecka 46) Förkunskaper: Kapitel 20 (Våglära), 1-2 (Atomfysik) Räkneuppgifter: 20.2, 20.3, 20.6, 2.1, 2.2, 2.3, 2.6, 2.9, 2.13, 2.15, Diskussionsuppgifter: 20.17, 20.18, 20.20, 20.23, 20.29, 20.34, 2.25, 2.27

10 Åttonde övningen (läsperiodsvecka 4, vecka 47) Förkunskaper: Kapitel 2-4 Räkneuppgifter: 2.12, 2.18, 2.23, 3.2, 3.4, 3.6, 3.7, 3.9, 4.1, 4.2, 4.3, 4.7, 4.12 Diskussionsuppgifter: 2.28, 2.29, 2.30, 2.31, 3.12, 3.15, 3.16, 4.13, 4.14 Nionde övningen (läsperiodsvecka 5, vecka 48) Förkunskaper: Kapitel 5-6 Räkneuppgifter: 5.1, 5.2, 5.3, 5.6, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 Diskussionsuppgifter: 5.13, 5.14, 5.15, 5.16, 5.21, 5.23 Tionde övningen (läsperiodsvecka 6, vecka 49) Förkunskaper: Kapitel 6 och 11 Räkneuppgifter: 6.6a, 6.7, 6.8, 6.12, 6.13, 6.14, 6.17, 11.2, 11.4, 11.7, 11.8 Diskussionsuppgifter: 6.27, 11.10, 11.11, 11.12, Elfte övningen (läsperiodsvecka 7, vecka 50) Förkunskaper: Kapitel Räkneuppgifter: 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.11, 12.13, 13.2, 13.4, 13.5, 13.8, 13.9, 13.13, 13.14, Diskussionsuppgifter: 12.22, 12.25, 12.26, 12.27, 12.29, 13.23, 13.24, 13.25, 13.28, 13.30

Relevanta dokument

Planering Fysik för BME, ht-11, lp 2 Våglära och optik, forts Kurslitteratur: Göran Jönsson: Våglära och optik, Teach Support 2011.

Planering Fysik för BME, ht-11, lp 2 Våglära och optik, forts Kurslitteratur: Göran Jönsson: Våglära och optik, Teach Support 2011. markerar viktigt avsnitt, * markerar överkurs. 12. REFLEKTION OCH BRYTNING