Környezetünk fizikája

Tartalom

Előszó 9
1. A mechanika alapjai 11
1.1. Pontszerű testek kinematikája 11
1.1.1. A pillanatnyi sebesség 14
1.1.2. Szemléltetés egyenes menti mozgások esetén 17
1.1.3. A gyorsulás 18
1.1.4. Fontos mozgásfajták 20
1.2. Pontszerű testek dinamikája 25
1.2.1. A Newton-törvények 25
1.2.2. A lendület, a lendületmegmaradás törvénye 29
1.2.3. A tömeg mérése 31
1.2.4. A perdület 31
1.3. A munka és az energia 35
1.3.1. A munkatétel 36
1.3.2. A potenciális energia 38
1.3.3. A mechanikai energiamegmaradás törvénye 40
1.4. A legfontosabb erőfajták 40
1.4.1. Konzervatív erők 40
1.4.2. Nem konzervatív erők 43
1.5. A newtoni mechanika korlátai 47
1.6. Kérdések és feladatok 48
1.6.1. Elméleti kérdések 48
1.6.2. Kidolgozott feladatok 49
1.6.3. Gyakorló feladatok 55
2. Rezgőmozgások 57
2.1. Egyenes menti rezgések 57
2.1.1. A harmonikus rezgőmozgás 58
2.1.2. Kis rezgések periódusideje 64
2.1.3. A csillapított rezgőmozgás 67
2.1.4. A gerjesztett rezgőmozgás, kényszerrezgés 72
2.2. Rezgések összetétele 77
2.2.1. Egyirányú rezgések eredője 77
2.2.2. Egymásra merőleges rezgések összetétele 84
2.3. Speciális rezgések 87
2.3.1. Az inga mozgása 87
2.3.2. Torziós rezgések 89
2.3.3. Hajlítási rezgések 90
2.3.4. Elektromos rezgőkör 90
2.3.5. Csatolt rezgések 91
2.4. Kérdések és feladatok 92
2.4.1. Elméleti kérdések 92
2.4.2. Kidolgozott feladatok 93
2.4.3. Gyakorló feladatok 96
3. Hullámmozgás 99
3.1. Egyenes menti hullámok kinematikája 100
3.1.1. Periodikus és harmonikus egyenes menti hullámok 103
3.2. Egyenes menti hullámok dinamikája 104
3.2.1. Hullámok viselkedése közeghatároknál 106
3.2.2. Energiaterjedés egydimenziós harmonikus hullámokban 107
3.3. Síkbeli és térbeli hullámok kinematikája 109
3.4. Interferenciajelenségek 111
3.4.1. Állóhullámok 114
3.5. A Huygens-Fresnel elv 118
3.6. Hullámcsomag 122
3.7. Mozgó források esete 125
3.8. Kérdések és feladatok 128
3.8.1. Elméleti kérdések 128
3.8.2. Kidolgozott feladatok 129
3.8.3. Gyakorló feladatok 131
4. Hangtan 133
4.1. Alapfogalmak 133
4.1.1. Távolságmérés és képalkotás hanggal 135
4.2. A hang erősségének mérőszámai 136
4.2.1. A hangintenzitás 136
4.2.2. A hangnyomásszint 137
4.2.3. A fon-skála 139
4.3. Kérdések és feladatok 142
4.3.1. Elméleti kérdések 142
4.3.2. Gyakorló feladatok 142
4.4. A hang terjedése gázokban 142
4.4.1. Bevezetés 142
4.4.2. Alapvető összefüggések 144
4.4.3. A hullámegyenlet 146
4.4.4. A harmonikus hanghullám leírása 149
4.4.5. Összefoglalás 151
4.4.6. Néhány anyag hangtani paraméterei 152
4.5. Hang terjedése folyadékokban 154
4.6. Hullámok terjedése szilárd testekben 155
4.7. A hang gyengülése, elnyelődése 159
4.7.1. Hangvisszaverődés nagyméretű közeghatáron 159
4.7.2. Hangvisszaverődés a gyakorlatban 163
4.7.3. Hangelnyelődés közegek belsejében
4.7.4. Hangelnyelődés zárt térben 174
4.7.5. Hangelnyelődés falakban 178
4.8. Kérdések és feladatok 186
4.8.1. Elméleti kérdések 186
4.8.2. Kidolgozott feladatok 187
4.8.3. Gyakorló feladatok 193
5. Optika 195
5.1. Bevezetés 195
5.1.1. A fény és az elektromágneses spektrum 196
5.1.2. A fény sebessége 198
5.1.3. A fényhullámok interferenciája 199
5.1.4. A fény polarizációja 200
5.2. Hullámoptika 202
5.2.1. Fény elhajlása kis lyukakon és réseken 202
5.2.2. Az optikai rács 206
5.2.3. Fényelhajlás széles résen 207
5.3. Geometriai optika 209
5.4. A képalkotás alapfogalmai 210
5.5. Egyszerű képalkotó eszközök 211
5.5.1. A lyukkamera 211
5.5.2. Síktükör képalkotása 212
5.5.3. Lencsék képalkotása 213
5.5.4. Gömbtükrök képalkotása 218
5.6. A képalkotó eszközök korlátai 220
5.6.1. Geometriai hibák 220
5.6.2. Diszperzió 220
5.6.3. Fényelhajlás 221
5.7. Egyszerű optikai berendezések 222
5.7.1. Az emberi szem képalkotása 222
5.7.2. Az egyszerű nagyító 223
5.7.3. A fényképezőgép 226
5.7.4. A vetítőgép 228
5.7.5. Optikai háttértárolók optikája 230
5.8. Összetett képalkotó eszközök 231
5.8.1. A távcsövek működése 231
5.8.2. A távcsövek felbontóképessége 235
5.8.3. A mikroszkóp működése 238
5.9. Kérdések és feladatok 241
5.9.1. Elméleti kérdések 241
5.9.2. Kidolgozott feladatok 243
5.9.3. Gyakorló feladatok 246
6. Termodinamika 249
6.1. A hőátadás módjai 249
6.1.1. Alapfogalmak 251
6.2. A hővezetés 253
6.2.1. Egyenes menti hővezetés 253
6.2.2. A Newton-féle lehűlési törvény 264
6.2.3. Nem stacionárius hővezetés egyenes mentén 272
6.3. A hősugárzás 275
6.3.1. Szilárd testek sugárzási törvényszerűségei 275
6.3.2. A környezet sugárzásának hatása 280
6.3.3. Testek lehűlése sugárzás útján 287
6.4. Kérdések és feladatok 289
6.4.1. Elméleti kérdések 289
6.4.2. Kidolgozott feladatok 291
6.4.3. Gyakorló feladatok 295
7. Bevezetés az atomfizikába 297
7.1. Az abszolút fekete test sugárzási törvénye 297
7.2. A fényelektromos jelenség 299
7.3. A Compton effektus 302
7.4. Hullám-részecske kettősség 304
7.5. Atommodellek 305
7.5.1. A hidrogén színképe és Bohr posztulátumai 307
7.5.2. A hidrogénatom Bohr-féle modellje 309
7.5.3. Franck-Hertz kísérlet 312
7.6. A kvantummechanika alapgondolatai, szemlélete 314
7.6.1. A hullámfüggvény 314
7.6.2. Dobozba zárt elektron mozgása 316
7.6.3. Az alagút-effektus 317
7.7. Az elektron állapotai az atomban 320
7.7.1. A hidrogénatombeli elektron 320
7.7.2. Heisenberg-féle határozatlansági relációk 323
7.7.3. A többelektronos atomok és a periódusos rendszer 324
7.8. Fény és anyag kölcsönhatása 327
7.8.1. Az indukált átmenetek 327
7.9. Röntgensugárzás 328
7.9.1. Az elektronmikroszkóp 330
7.9.2. A pásztázó alagútmikroszkóp 333
7.10. Kérdések és feladatok 336
7.10.1. Elméleti kérdések 336
7.10.2. Kidolgozott feladatok 337
7.10.3. Gyakorló feladatok 338
8. Bevezetés a magfizikába 341
8.1. Az atommag alkotórészei 341
8.2. Az atommagot összetartó erők 341
8.3. Magmodellek 343
8.4. A természetes radioaktivitás 345
8.5. Bomlástörvény 348
8.6. Anyag és sugárzás kölcsönhatása 350
8.6.1. Az ionizáló sugárzások élettani hatásai 351
8.7. Kérdések és feladatok 363
8.7.1. Elméleti kérdések 363
8.8. Energiatermelés atommagfolyamatok segítségével 364
8.8.1. Hasadásos energiatermelés 364
8.8.2. Atomreaktor és atomerőmű 367
8.8.3. Fúziós energiatermelés 373
8.9. Radioaktív hulladék 377
8.10. Kérdések és feladatok 378
8.10.1. Elméleti kérdések 378
8.10.2. Kidolgozott feladatok 378
8.10.3. Gyakorló feladatok 381
9. Anyagszerkezet 383
9.1. A molekulák kialakulása 383
9.1.1. Az ionos kötés 384
9.1.2. A kovalens kötés 385
9.2. A molekulák energiaszintjei 391
9.2.1. A molekulák rezgése 392
9.2.2. A molekulák forgása 393
9.2.3. A molekulák energiaszintjei 395
9.2.4. A molekulák színképe 396
9.2.5. Másodlagos kötések 396
9.3. A szilárdtestek szerkezete 398
9.3.1. A szilárdtestek kötéstípusai 399
9.4. Elektronok viselkedése szilárdtestekben 403
9.4.1. Szilárdtestek sávszerkezete 403
9.4.2. Az elektronok energia szerinti eloszlása 404
9.4.3. Szigetelők, félvezetők, vezetők közti különbség 405
9.5. Kérdések és feladatok 406
9.5.1. Elméleti kérdések 406
9.5.2. Gyakorló feladatok 408
10. Függelék 411
10.1. A mértékegységekről 411
10.1.1. A mértékegység-rendszer 411
10.1.2. A mértékegységek írásmódja 411
10.1.3. A megengedett előtagok (prefixumok) 412
10.1.4. A mértékegységek használata számítások során 413
10.2. Főbb fizikai állandók 413

Témakörök