1. Iskaite rijeima Maxwellove jednadbe. Napiite Maxwellove jednadbe u diferencijalnom obliku. -Gaussov zakon za elektrino polje: tok elektrinog polja kroz bilo koju zatvorenu plohu jednak je ukupnom elektrinom naboju obuhvaenom tom plohom

DDdiv -Gaussov zakon za magnetizam:: magnetski tok kroz bilo koju zatvorenu plohu jednak je nuli, tj. nema izoliranih magnetskih naboja

0 BBdiv -Faradayev zakon indukcije: inducirano elektrino polje moe nastati vremenskom promjenom magnetske indukcije, odnosno relativnim gibanjem vodia u magnetskom polju

tBEErot

Amperov zakon: magnetske silnice su zatvorene krivulje kroz koje protjee struja i obratno; struja oko sebe stvara magnetske silnice. Promjenjivo elektrino polje inducira magnetsko polje

tDjHHrot

2. Nacrtajte elektrini titrajni krug i objasnite elektromagnetske titraje.

a) prigueni elektromagnetski titraji: R0, dio energije se pretvori u toplinu pa se titranje prigui b) prisilni: ako titrajni LCR-krug spojimo na vanjsku sinusoidalnu (izmjeninu) elektromotornu silu (napon), vanjskim se izvorom nadoknauju gubici energije zbog otpora R.

3. Objasnite Thomsonovu formulu.

LC1

Frekvencija je obrnuto proporcionalna korijenu umnoka induktiviteta i kapaciteta 4. Kako nastaju elektromagnetski valovi? Potrebno je otvoriti titrajni krug (poveanjem razmaka izmeu ploa kondenzatora i zavoja zavojnice); promjenom el. polja E i magnetskog polja B 5. to je elektromagnetski val? Crte i objanjenje! to je Poyintingov vektor? Elektromagnetski val - periodina promjena elektrinog i magnetskog polja koja titraju u fazi, a po smjeru su meusobno okomita.

Crte opisuje kako se elektrino i magnetsko polje iri kroz prostor

01 22

22

2

tE

vzE

Poyintingov vektor - gustoa toka iji je smjer jednak smjeru irenja vala, snaga po jedinici povrine. )(1 BEHEP

6. Koja je veza izmeu smjera irenja vala, titranja elektrinog i magnetskog polja? Koji je izraz za brzinu elektromagnetskih valova?

)( EuB )(1 uBE brzina: 1v

7. Opis elektromagnetskog spektra. boja u antenama; dobivaju se pomou posebno konstruiranih elektrinih

energije u atomima i molekulama uslijed prijelaza elektrona sa

kada se brzi elektroni koe pri sudarima s nekim materijalom

. to je vektor elektrinog pomaka? Objasnite vezu izmeu vektora elektrinog pomaka i vektora elektrinog

ijsko djelovanje elektrinog polja na tijelo koje se unese u to polje.

Radio-valovi - potjeu od gibanja naureaja, imaju primjenu u telekomunikacijama. IC-, vidljivi, ULJ- valovi - potjeu od promjeneviih na nia elektronska stanja Rendgenski il X-valovi- nastaju - zraenje- nastaje pri raspadu atomskih jezgara elemenata 8polja? Objasnite pojam toka elektrinog polja (grafiki i formulom). Koliki je tok elektrinog polja tokastog naboja Q kroz neku zatvorenu plohu? Vektor el. pomaka - odreuje influenc

2max -cmQnD S

ED, u vakuumu i dielektriku imaju isti smjer i podudaraju se za naboje u mirovanju. naboju obuhvaenom Tok elektrinog polja jednak je ukupnom elektrinom

tom plohom i

iiD S

QSdD

S

. Elektrina sila. Coulombov zakon. Usporedite tu silu s ostale tri temeljne sile u prirodi. Kulonska konstanta i

lje osamljene kugle probni (sitni) naboj q, na njega e djelovati

9dielektrina konstanta (permitivnost sredstva). Elektrina sila izmeu dva naboja koja se nalaze u nekom sredstvu razliitom od vakuuma. Elektrina sila - unesemo li u po

elF , rr

qQ rF el 24

Coulombov zakon rr

rQQF 2214

Kulonska konstanta i dielektrina konstanta mjera sposobnosti tvari da smanji elektrostatske sile izmeu dva nabijena tijela

-29 NmC 109 k 0 r 0. Kako se definira elektrini potencijal i napon? Navedite naziv i definiciju mjerne jedinice za napon? to je

ne referente

1ekvipotencijalna ploha? Nacrtaje primjer. Objasnite odnos izmeu elektrinog polja i potencijala? El. potencijal - jednak je radu elektrostatskih sila pri pomaku jedininog pozitivno naboja iz odabratoke. gradE

rE

Mjern V) olti je ma jedinica je volt ( broj v jera jakosti el. izvora u smislu koliko je snage potrebno proizvesti

ploha s konstantnim potencijalom. za eljenu jakost struje. Ekvipotencijalna plohaOdnos izmeu elektrinog polja i potencijala

xxxE )()(

iznos elektrinog polja jednak je brzini promjene el. potencijala. Smjer porasta d ektriel inog potencijala suprotan je smjeru vektora el. polja.

11. Pokaite vezu izmeu vektora magnetske indukcije i vektora magnetskog polja? Objasnite pojam toka magnetskog polja (grafiki i formulom). O emu govori Gaussov zakon za magnetsko polje?

)(4

03 rsdrIHdBd

Tok mag. polja jednak je produktu magnetske indukcije (gustoa magnetskog toka) i povrine.

cosBSSBB

Gaussov zakon za magnetsko polje- tok vektorskog polja kroz zatvorenu plohu jednak je zbroju svih izvora unutar plohe. (magnetski tok kroz bilo koju zatvorenu plohu jednak je 0) 12. Pokaite da vektorska funkcija s komponentama:Fx=3x, Fy=4y2, Fz=2z2moe predstavljati elektrostatsko polje. O emu govori Gaussov zakon za elektrostatsko polje? - vrijedi za bilo koju zatvorenu plohu oko tokastog naboja QSdD

S

13. kao i 1. 14. Opiite to se dogaa s nabojem, a to s vodiem kojim tee struja, u magnetskom polju. to je Lorentzova sila? Prikaite formulom i grafiki magnetsko polje oko ravnog vodia kojim tee struja? Opiite meudjelovanje izmeu dvaju ravnih vodia kojima teku razliite struje. Navedite i definirajte mjernu jedinicu za jakost struje. Lorentzova sila- ukupna sila na naboj koji se nalazi u elektromagnetskom polju

)( BvEQFdt

pd Magnetsko polje oko ravnog vodia: pravilo desne ruke (palac u smjeru struje, prsti pokazuju smjer magnetskog polja)

)( BlIF

Sile izmeu dvaju vodia rII

SFEM

221

Mjerna jedinica za jakost struje je amper (A) jedan amper je jakost struje koja tee kroz dva beskonano duga i tanka vodia u vakuumu meusobno udaljena jedan metar kada sila stvorena strujom iznosi 0.2 N po svakom metru duljine vodia. 15. Opiite Faradayevo otkrie. Na koje se naine u eksperimentima moe ostvariti elektromagnetska indukcija? Napiite i objasnite izraz za Faradayev zakon elektromagnetske indukcije. O emu govori Lentzovo pravilo? Faradayevo otkrie- ustanovio je da promjenjivo magnetsko polje stvara elektrino polje. Eksperimentalno je dokazao da promjenjivi mag. tok kroz neki vodi (zavojnicu) na njegovim krajevima inducira elektromotornu silu. Moe se ostvariti uvlaenjem magnetskog tapa u zavojnicu, na krajevima se inducira elektromotorna sila, kroz strujni krug potee struja. Faradayev zakon

dtdNind

Inducirana EMS razmjerna je brzini promjene mag. toka kroz petlju Lentzovo pravilo smjer inducirane EMS je uvijek takav da struja stvorena tim naponom svojim magn. uinkom nastoji ponititi uzroke koji ju je proizveo.

16. Opiite Oerstedov pokus. to je tim pokusom otkriveno? Napiite Biot-Savartov zakon u opem obliku. O emu govori Biot-Savartov zakon? Koliko je magnetsko polje u okolini ravnog vodia i kako odreujemo njegov smjer? Ispravlja podesimo na napon koji nam daje struju 2 A. Odredimo smjer magn. silnica pomou pravila desne ruke. Upotrijebljena je mag. igla i ica spojena na izvor struje te promatramo zakretanje mag. igle s obzirom na njen poloaj. Otkrio je da stalna elektrina struja djeluje na mag. iglu orijentirajui je tangencijalno na plat zamiljenog cilinda kojem je os simetrije vodi kojim tee struja, Biot-Savartov zakon - zakon za izraunavanje jakosti magnetskog polja (ili magnetske indukcije) na bilo kojem mjestu i za bilo koji oblik vodia kojim tee elektrina struja.

)(4 3

rSdrIBd

Magn. polje u okolini ravnog vodia: rI

B 2

0 17. Objasnite IV. Maxwellovu jednadbu. O emu govori Ampereov zakon protjecanja? Opiite na koji je nain J.C. Maxwell upotpunio Amepreov zakon. Opiite simetriju elektrinog i magnetskog polja koju je uoio J.C. Maxwell. IV. Maxwellova jednadba (amperov zakon) promjenjivo elektrino polje inducira magnetsko polje. Ampereov zakon protjecanja- magnetske silnice su zatvorene krivulje kroz koje protjee struja i obratno

i

iKISdH

Maxwell je upotpunio amperov zakon sa strujom pomaka.

tEjBrot

000 Simetrija el. i mag. polja: Faradayev zakon: promjenjivo mag. polje inducira el. polje Amperov zakon: promjenjivo el. polje inducira mag. polje 18. Nacrtajte elektrini titrajni krug i objasnite nastanak elektromagnetskih titraja. Iz zakona odranja energije izvedite Thomsonovu formulu za period titranja elektrinog titrajnog kruga. 19. to je elektromagnetski val? Opiite nastanak i irenje elektromagnetskih valova. Slika i formule. Energija elektromagnetskog vala. to je Poyintingov vektor? Napiite izraz za Poyintingov vektor i objasnite ga. (pogledaj 5. pitanje) irenje elektromagnetskog vala- za irenje elektromagnetskih valova nije potreban medij, elektromagnetski val nastaje jer se oko vodia kojim tee elektrina struja stvara magnetsko polje, dok se na krajevima vodia kojim tee elektrina struja inducira elektrini napon. - u vakuumu: smc / 1031 8

00

- u sredstvu: rrrr

cv 000011

Energija: 2221

21

zy BEw 22 1zy BEw

20. zadatak

21. Elektrino polje elektromagnetskog vala zadano je jednadbom )sin( 0 tkxEjE . U kojem se smjeru iri val? Napiite jednadbu za magnetsko polje tog vala. Val se iri u smjeru:

22. Ako je magnetsko polje elektromagnetskog vala dano jednadbom )(sin0cxtkHH u kojem se

smjeru iri val? U kojem smjeru titra pripadno elektrino polje? to je Poyintingov vektor? Kolika je srednja vrijednost Poyintingovog vektora za sinusoidalni ravni val? Val se iri u smjeru: Val titra u smjeru:

Srednja vrijednost: 0020 2

121 HEEP

23. O emu ovisi brzina irenja elektromagnetskih valova u nekom sredstvu (formulom i rijeima)? Kakva je veza izmeu indeksa loma sredstva i brzine irenja elektromagnetskog vala u nekom sredstvu?

rrrr

cv 000011 ovisi o relativnoj permitivnosti i rel. permeabilnosti

-veza izmeu indeksa loma sredstva i brzine irenja: 1 rrv

cn 24. Skicirajte i objasnite elektromagnetski spektar.

25. Analizirajte spektar elektromagnetskog zraenja: izvori zraenja i detektori za pojedina podruja elektromagnetskog spektra. Skicirajte elektromagnetski spektar. O emu ovisi brzina irenja svjetlosti u nekom sredstvu? to je radiometrija? Nabrojite radiometrijske fizikalne veliine i njihove mjerne jedinice. Brzina irenja svjetlosti ovisi o valnoj duljini i frekvenciji vala. Radiometrija- bavi se mjerenjem fizikalnih veliina koje opisuju zraenje iz bilo kojeg dijela elektromagnetskog spektra. radiometrijske fizikalne veliine: -tok ili snaga zraenja W e-gustoa toka zraenja izvora (ekscitancija) 2/ mWM e -gustoa toka zraenja na prijemniku (ozraenost) 2W/m eE -prostorna raspodjela toka zraenja tokastog izvora (intenzitet zraenja) W/sr eI -povrinsko-prostorna raspodjela toka zraenja izvora (radijancija) 2W/srm eL

1. Nabojite i definirajte fotometrijske fizikalne veliine i njihove mjerne jedinice. -svjetlosni tok (lumen) lmv -svijetljenje 2/ mlmM v opisuje povrinsku gustou svjetlosnog toka koji naputa neku povrinu u okolini neke toke na toj povrini. -osvijetljenost 2/ mlmlxEv opisuje povrinsku gustou svjetlosnog toka koji pada na neku povrinu u okolini neke toke -intenzitet svijetlosti srlmCdIv / je koliina toka svjetlosti dv emitirane iz tokastog izvora u prostorni kut d -sjaj 2 / msrlmLv 2. Objasnite vidljivi dio elektromagnetskog spektra. Boja/valna duljina: Ljubiasta 380 440, Modra (indigo) 440 460, Plava 460 510, Zelena 510 560, uta 560 610, Naranasta 610 660, Crvena 660 760 nm. Vidljivi dio je od 400 do 700 nm. Valna duljina svjetlosti nije osnovno svojstvo svjetlosti, jer ovisi o optikoj gustoi (tj. indeksu loma) sredstva. Boja svjetlosti je odreena frekvencijom. Frekvencija svjetlosti odreena je stanjem atoma koji emitiraju svjetlost. Frekvencija vala je invarijanta za emitirani val. 3. Ukratko objasnite osnovne zakone geometrijske optike i pojavu totalne refleksije svjetlosti. 1. Zakon o pravocrtnom irenju svjetlosti - u optiki homogenom, izotropnom, prozirnom sredstvu svjetlost se iri pravocrtno. Zrake svjetlosti su pravci. 2. Zakon odbijanja ili refleksije svjetlosti - upadna i reflektirana zraka lee u istoj ravnini koja je okomita na ravninu refleksije, pri emu je upadni kut jednak kutu refleksije. 3. Zakon loma ili refrakcije svjetlosti - ako zraka svjetlosti prelazi iz jednog sredstva u drugo, na dioptrijskoj plohi koja dijeli dva razliita optika sredstva, svjetlost mijenja pravac irenja. Upadna zraka, normala na granicu u upadnoj toki i lomljena zraka, lee u istoj ravnini. Totalna refleksija - za neki granini upadni kut ug, kut loma dosegne vrijednost 90, pa se lomljena zraka iri po samoj granici tih sredstava. Sve zrake iji je upadni kut vei od graninoga reflektiraju se potpuno. 4. Ukratko objasnite pojmove; ravno zrcalo, sferni zrcalo, lea Ravno zrcalo - ravna glatka ploha koja moe odbijati zrake svjetlosti prema zakonu odbijanja. Sferna zcala - dio kugline plohe (kalote) kojoj je jedna strana glatka, tako da reflektira svjetlost (udubljeno-konkavno, izboeno-konveksno) Lea - prozirno optiko tijelo omeeno dvjema poliranim povrinama koje mogu biti ili obje zakrivljene, ili je jedna zakrivljena a druga ravna. 5. Ukratko objasnite slijedee pojmove: konstruktivna i destruktivna interferencija svjetlosti, ogib svjetlosti, optika reetka. -konstruktivna - pojava tamnih, destruktivna interferencija pojava intenzivno svijetlih mjesta u prostoru nastalih kao posljedica Huygensovog principa slaganja svjetlosnih valova odreenih svojstava. Za interferenciju moraju biti ispunjeni sljedei uvjeti: 1. Izvori svjetlosti moraju imati priblino jednake amplitude 2. Izvori svjetlosti moraju biti KOHERENTNI (stalnu razliku u fazi, jednake frekvencije, odnosno valne duljine) Ogib ili difrakcija svjetlosti - nastaje kada val svjetlosti naie na otvor ili prepreku ije su dimenzije reda veliine valne duljine svjetlosti. Optika reetka: svaka pukotina je izvor vala, izmeu dva susjedna vala postoji stalna razlika optikih puteva, postoje pojaanja; maksimum kd ksin , minimum )(sin N

mkd k

6. Koje pojave dokazuju valnu prirodu svjetlosti? Ukratko objasnite neku od njih. Interferencija, ogib...

7. Ukratko objasnite: polarizaciju svjetlosti i naine polarizacije svjetlosti. Polarizacija svjetlosti - pojava koja dokazuje da su valovi svjetlosti transverzalni valovi. Kada su vektori elektrinog polja sluajno orijentirani, svjetlost je nepolarizirana (prirodna svjetlost). Ako postoje odreene orijentacije vektora elektrinog polja, svjetlost je djelomino polarizirana. Ako vektori elektrinog polja titraju samo u jednoj ravnini (uvijek imaju stalni smjer), svjetlost je linearno polarizirana. Polarizacija svjetlosti refleksijom - kada prirodna svjetlost upada na graninu povrinu izmeu dvaju prozirnih sredstava, tada se svjetlost djelomino reflektira, a djelomino lomi. Polarizacija svjetlosti pomou selektivne apsorpcije - kad prirodna svjetlost padne na polarizator (polariod), ona se djelomino apsorbira i smanji joj se intenzitet. Polarizacija svjetlosti prolaskom kroz kristale - pojava koja nastaje kada prirodna svjetlost pada na granicu nekih kristala kao to su kalcit, kvarc, ledi lomi se tako da od jedne upadne zrake nastaju dvije: redovna i izvanredna zraka. Polarizacija svjetlosti rasprenjem - kada svjetlost upada na sustav estica, kao to je plin, elektroni u plinu mogu apsorbirati, a potom i emitirati dio svjetlosti. 1. to je fotometrija? to je izvor svjetlosti? Objasnite podjelu izvora svjetlosti. to je standardni prijemnik za fotometrijska mjerenja? Opiite krivulju osjetljivosti ljudskog oka. Napiite i objasnite relaciju za efikasnost ili sjaj izvora svjetlosti. Fotometrija - dio optike koja se bavi svojstvima i mjerenjem svjetlosti, odnosno elektromagnetskog zraenja na koje je nae oko najosjetljivije i koje. Izvor svjetlosti - svako tijelo koje moe emitirati EM valove u vidljivom dijelu spektra. -prema svojstvima emitirane svjetlosti: spontani, inducirani -prema porijeklu: prirodni, umjetni -prema nainu nastanka svjetlosti: termiki, luminiscentni -elektrini izvori svjetlost: arna nit, elektrine izbojne cijevi. Standardni prijemnik za fotometrijska mjerenja je normalno ljudsko oko. Za normalno ljudsko oko postoje 3 vrste vienja: FOTOPSKO vienje (vienje po danu), kada se oko adaptira na jae nivoe sjajnosti. SKOTOPSKO vienje (vienje po noi), kada je oko adaptirano na nie nivoe sjajnosti. MEZOPSKO vienje (vienje u sumrak), kada je oko adaptirano na srednje nivoe sjajnosti. Efikasnost ili sjaj izvora svjetlosti je omjer ukupnog svjetlosnog toka i ukupne uloene elektrine snage izvora

svjetlosti.

Wlm

P

dVK

i

nm

nmem

)()(

830

360,

2. Opiite vidljivi dio elektromagnetskog spektra. Objasnite vezu izmeu valne duljine svjetlosti i indeksa loma sredstva kroz koji se iri svjetlost. to odreuje boju svjetlosti? to je boja tijela i o emu ovisi boja nekog tijela? Definirajte slijedee pojmove: bijelo tijelo, crno tijelo, prozirno tijelo, optiki filter. to je uzvrat boje? (vidi 2. zadatak) .constn Boja svjetlosti odreena je frekvencijom. Boja tijela boja tijela kada se osvijetli dnevnom svjetlou, ovisi o: svojstvima tijela, spektru svjetlosti koja ga obasjava, da li se tijelo promatra u odbijenoj (reflektiranoj) ili proputenoj (transmitiranoj) svjetlosti. Bijelo tijelo - tijelo ima bijelu boju ako potpuno odbija svjetlost koja na njega padne. Bijela boja znai da u odbijenoj svjetlosti postoje sve boje. Crno tijelo - tijelo ima crnu boju ako potpuno apsorbira svjetlost koja padne na njega. Crna boja znai da u odbijenoj svjetlosti nema ni jedne boje. Prozirno tijelo - ako tijelo potpuno proputa svjetlost koja padne na njega. Optiki filter - tijela koja proputaju svjetlost odreene boje (odreene valne duljine), a svjetlost svih ostalih boja apsorbiraju. Uzvrat boje - mjera koja pokazuje kako su dobro boje nekog objekta promatranja uzvraene ako se on osvijetli istraivanim izvorom svjetlosti u usporedbi s uzvratom boje tog objekt kada se osvijetli standardnim izvorom svjetlosti (dnevna svjetlost).

3. to je fotometrija, a to radiometrija? Nabrojite i definirajte fotometrijske fizikalne veliine i njihove mjerne jedinice. Navedite definiciju kandele. O emu govori Lamberov zakon (formulom i rijeima). Usporedite nekoliko fotometrijskih fizikalnih veliina s odgovarajuim radiometrijskim veliinama. (vidi 1. zadatak) Radiometrija bavi se mjerenjem fiz. veliina koje opisuju zraenje iz bilo kojeg dijela EM spektra. Kandela - svjetlosna jakost u danom pravcu izvora koji zrai monokromatsko zraenje frekvencije f=5.41014 Hz i ija je energijska jakost u tom pravcu 1/683 W po steradijanu.

cos2rI

E vv Intenzitet svjetla koje pod kutem pada na neku povrinu jednak je umnoku kosinusa tog kuta i poetnog intenziteta 4. Svjetlost u geometrijskoj optici. Nabrojite i iskaite zakone geometrijske optike. Objasnite pojavu totalne refleksije svjetlosti. (vidi 3. zadatak) 5. Opiite pojavu totalne refleksije. Napiite Snellov zakon loma za sluaj totalne refleksije.

211

2

2

1

sinsin n

nn

6. Opiite pojavu disperzije svjetlosti. Disperzija svjetlosti je pojava razlaganja viebojne svjetlosti na sastavne boje prolaskom kroz neko sredstvo. Deava se zbog razliite brzine svjetlosti unutar nekog sredstva ovisno o boji svjetlost. Razliiti indeks loma za razliitu boju uvjetuje i razliit kut loma za tu boju. Tako se shvatilo da je svjetlost viebojna. Najei primjer za disperziju je prolazak bijele svjetlosti kroz prizmu. (pojava u prirodi duga). 7. to je lea? Na primjeru konvergentne lee opiite konstrukciju slike koju daje tanka lea? Navedite fizikalne veliine kojima u geometrijskoj optici opisujemo preslikavanje svjetlosti pomou lee.

8. to je interferencija svjetlosti? Objasnite razliku izmeu koherentnih i nekoherentnih izvora svjetlosti? Objasnite pojmove konstruktivna i destruktivna interferencija svjetlosti. Koji su uvjeti za nastanak konstruktivne, a koji za nastanak destruktivne interfrencije? Koherentni izvori svjetlosti izvori svjetlosti koji emitiraju svjetlost jednakih frekvencija sa stalnom razlikom u fazi. Nekoherentni ako se faza vala svjetlosti mijenja sluajno u vremenu i prostoru. Uvjeti interferencije: -konstruktivna: razlika optikih puteva mora biti nula ili cjelobrojni viekratnik valne duljine kd ksin -destruktivna: razlika optikih puteva mora biti neparni viekratnik polovinih valnih duljina:

)(sinNmkd k

9. Koje pojave dokazuju valnu prirodu svjetlosti? Opiite eksperiment koji se naziva Poissonova svijetla mrlja.

10. Opiite Fraunhoferov ogib na pukotini. Nacrtajte ogibnu sliku u ovom sluaju. Napiite uvjete za minimum i pokrajne maksimume, te relaciju za intenzitet svjetlosti u smjeru kuta ogiba.

Iz svakog dijela pukotine pod kutom izlazi elementarni val amplitude Eo. Kut moe poprimiti vrijednosti od 0 do /2 rad. Maksimum: ...2,1

212sin kkd

Minimum: kd sin

Intenzitet svjetlosti: 2

2

0

sin

sinsin)(

d

d

II

11. Opiite pojavu ogiba svjetlosti na optikoj reetki. Navedite uvjet za maksimume u ogibnoj slici. Nacrtajte raspodjelu intenziteta svjetlosti pri ogibu na optikoj reetki. Opiite ogibnu sliku koja nastaje pri ogibu bijele svjetlosti na optikoj reetki.

12. to dokazuje pojava polarizacije svjetlosti? Definirajte pojmove: nepolarizirana svjetlost, djelomino polarizirana svjetlost, linearno polarizirana svjetlost. Navedite naine dobivanja polarizirane svjetlosti. Pojava polarizacije svjetlosti dokazuje da je svjetlost transverzalni val. Linearno polarizirana svjetlost- ako vektori elektrinog polja titraju samo u jednoj ravnini. Nepolarizirana svjetlost-kada su vektori elektrinog polja sluajno orijentirani (prirodna svj) Djelomino polarizirana-ako postoje odreene orijentacije vektora elektrinog polja Dobivanje polarizirane svjetlosti: refleksija na staklenim ploama, selektivna apsorpcija, rasprenje. 13. Opiite dobivanje polarizirane svjetlosti pomou refleksije. Polarizacija refleksijom - kada prirodna svjetlost upada na graninu povrinu izmeu dvaju prozirnih sredstava, tada se svjetlost djelomino reflektira, a djelomino lomi pri emu i reflektirana i lomljena svjetlost pokazuju neki stupanj polarizacije za razliku od upadne svjetlosti koja je nepolarizirana. Polarizacija rasprenjem - kada svjetlost upada na sustav estica, kao to je plin, elektroni u plinu mogu apsorbirati, a potom i emitirati dio svjetlosti Polarizacija svjetlosti pomou selektivne apsorpcije- polarizirana svjetlost dobiva se proputanjem nepolarizirane svjetlosti kroz ureaj koji pokazuje odreenu orijentaciju (polarizator). Malusov zakon: 2cos)0()( II

1. O emu ovisi toplinsko zraenje nekog tijela? Ovisi o temperaturi i svojstvima povrine koja zrae (sva tijela uvijek zrae). Pri niim temp. tijela emitiraju IR zraenje. T>800 K: tijela emitiraju IR i vidljivu svjetlost. Pri vrlo visokim temperaturama osim vidljive svj. i IR, vidimo i UV zraenje. 2. Ukratko objasnite: crno tijelo i Planckov zakon zraenja crnog tijela Crno tijelo ako tijelo apsorbira ukupno upadno zraenje. Planckov zakon opisuje razdiobu intenziteta zraenja crnog tijela po spektru valnih duina. 3. Ukratko objasnite: Stefan-Boltzmanov zakon i Wienov zakon Stefan-Boltzmanov zakon koliina energije koju tijelo zrai proporcionalno je etvrtoj potenciji njegove apsolutne temperature. 4TM Za sivo tijelo 4TM Wienov zakon valna duljina pri kojoj spektralna gustoa zraenja postaje maksimalna ovisi o temperaturi crnog tijela i pomie se prema manjim valnim duljinama.

KmconstTm310898,2.

4. Ukratko objasnite: Fotoelektrini efekt Pojava da metali zbog utjecaja EM valova (svjetlosti) emitiraju elektrone. Otkrio ga je Hertz. 5. Ukratko objasnite: dualnu prirodu svjetlosti i de Broglievu relaciju Dualna priroda svjetlosti na temelju toga to se snop elektrona ogiba na neke zapreke, zakljuujemo da elektron u gibanju pokazuje valna svojstva, ali i estice su valovi, samo drugih frekvencija. (valno-estina svojstva)

de Broglieva relacija -kEm

hvm

hph

2 1. Navedite zakone zraenja crnog tijela. Napiite i objasnite Planckovu formulu za spektar zraenja crnog tijela. Stefan-Boltzmannov zakon, Wienov zakon, Planckov zakon,

1

8 33

kThf

e

fc

fE h= 6,62610-34 -planckova honstanta

2. Nacrtajte spektralne gustoe zraenja crnog tijela u ovisnosti o valnoj duljini i frekvenciji za dvije razliite temperature crnog tijela. Objasnite Planckov zakon za spektar zraenja crnog tijela.

Povrina ispod krivulje predstavlja emitiranu energiju, a naglo se poveava porastom temperature.

3. Navedite nekoliko problema koje nije mogla objasniti klasina fizika. Kako je A. Einstein objasnio fotoelektrini efekt? Problemi: spektar zraenja crnog tijela, fotoelektrini efekt, Comptonov efekt, linijski emisijski spektar razrijeenih plinova i metalnih para. A.Einstein je objasnio fotoelektrini efekt pretpostavljajui da se elektromegnetski valovi pri meudjelovanju s atomima ponaaju kao estice (korpuskule) foton - estica svjetlosti s estinim i valnim svojstvima 4. Objasnite ultraljubiastu katastrofu. Navedite pretpostavke pomou kojih je M. Planck objasnio zraenje crnog tijela. Napiite i objasnite Planckov zakon za zraenje crnog tijela.

To znai da bi upljina na konanoj temperaturi T sadravala po jedinici vremena volumnu energiju zraenja UT beskonanog iznosa. Na svakoj temperaturi T>0, spektralna gustoa energije zraenja monotono raste s frekvencijom u beskonano.

5. Izvedite i objasnite Comptonov efekt. Comptonovo rasprenje ili Comptonov efekt je smanjenje energije (porast valne duljine) fotona X-zraka ili gama zraka pri interakciji s materijom. Time je dokazao korpuskularnu prirodu svjetlost. Compton je opazio da raspreno zraenje ima 2 komponente: - prva ima valnu duljinu kao i upadni snop - druga ima malo veu valnu duljinu

)cos1(' cm

he