prof. dr hab. zbysław wilamowski
DESCRIPTION
[email protected] http://wmii.uwm.edu.pl|/~wilam. prof. dr hab. Zbysław Wilamowski. Profesor zwycza j ny w Instytucie Fizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie Profesor zwyczajny na Uniwersyte cie Warmińsko Mazurski m Urodzony w Olsztynie Matura w LO 1 im. Mickiewicza - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/1.jpg)
prof. dr hab. Zbysław Wilamowski
Profesor zwyczajny
w Instytucie Fizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie
Profesor zwyczajny
na Uniwersytecie Warmińsko Mazurskim
Urodzony w Olsztynie
Matura w LO 1 im. Mickiewicza
Studia na Wydziale Fizyki UW
Cała kariera naukowa w Instytucie Fizyki PAN
[email protected]://wmii.uwm.edu.pl|/~wilam
![Page 2: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/2.jpg)
Wymagania egzaminacyjne.• Ćwiczenia do wykładu będzie prowadził:
– Mgr Agnieszka Niemczynowicz• Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych jest
warunkiem koniecznym.• Na ocenę końcową
– 25% punktów przyznaje mgr Agnieszka Niemczynowicz na podstawie wyników kolokwiów z ćwiczeń rachunkowych w I semestrze,
– 25% można uzyskać z ćwiczeń laboratoryjnych w II semestrze,– 20% wyniki testu pisemnego po II semestrze,– 30% egzamin pisemny – zadania rachunkowe– na egzaminie ustnym , na życzenie, można próbować poprawić
ocenę.
• 50 % punktów zalicza egzamin.
![Page 3: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/3.jpg)
Podręczniki
• J. Orear– Fizyka, WNT 1990, t.1 I 2
• A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski– Wstęp do fizyki, PWN 1984, t. 1 i 2
• R.P. Feynman, R.B.Leighton, M. Sands– Feynmana wykłady z fizyki, kilka wydań
• R. Resnic, D. Halliday– Fizyka, stare wydania 2 tomy, nowe wydanie
wielotomowe
![Page 4: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/4.jpg)
Zadawajcie pytania!
• Możecie zadawać pytania w każdym momencie.
• Wiem, że zadanie każdego pytania wymaga dużej wiedzy.
• Wiem, że każde Wasze głupie pytanie oznacza błąd w moim wykładzie.
• Podstawy matematyczne – też pytajcie.
![Page 5: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/5.jpg)
Fizyka
• Równie piękna co trudna.
• Piękna, bo nieznana.
• Trudna, bo tysiące najtęższych umysłów pracowało nad jej rozwojem.
• Enrico Fermi: „fizyk,a to jest to, czym zajmują się fizycy wieczorami”
![Page 6: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/6.jpg)
Bardzo małe i bardzo dużeSkala logarytmiczna
Logarytm to jest wykładnik do którego należy podnieść podstawę by uzyskać liczbę logarytmowaną.
log101=0
log1010=1
log10100=2
log101000=3
Nasze zmysły są logarytmiczne.
Decybel (dB) jedna dziesiąta log10(10)
0 200 400 600 800 1000-2
-1
0
1
2
3
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
log
10(x
)
x
skala liniowa
skala logarytmiczna
log
10(x
)
x
10 dB
![Page 7: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/7.jpg)
10-12 10-9 10-6 10-3 100 103 106 109 1012
centy
(c)
kilo (
k)
hekto
(h)
decy (
d) lub (
dc)
tera
(T
)
gig
a (
G)
mili (m
)
mik
ro (
)
nano (
n)
fem
to (
fm)
mega (
M)
xdeka (
da) lub (
dk)
Przedrostki
![Page 8: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/8.jpg)
Duże i małerzędy wielkości
Sears and Zemansky
![Page 9: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/9.jpg)
Rozmiar przestrzenny
10-1210-9 10-6 10-3 100 103 106 109 1012 1015 1018 1021
----
---
angs
trem
----
---
nano
met
r
----
---
met
r
----
---
rok
świe
tlny
obse
rwow
alny
wsz
echś
wia
t
Sło
ńce
gala
ktyk
a
odle
głoś
ć do
Sło
ńca
Zie
mia
mia
sto
jądr
o ar
omow
e
atom
rozd
ziel
czoś
ć m
ikro
skop
u op
tycz
nego
rozd
ziel
czoś
ć ok
a
czło
wie
k
długość, x (metr)
![Page 10: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/10.jpg)
Masa
10-3010-24 10-1810-12 10-6 100 106 1012 1018 1024 1030 1036 1042 1048
atom
obse
rwow
alny
wsz
echś
wia
t
Sło
ńce
gala
ktyk
a
czoł
g
Zie
mia
ziar
nko
mak
u
prot
onel
ektr
on
bakt
eria
czło
wie
k
masa, m (kilogram)
![Page 11: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/11.jpg)
Czas
10-2410-2110-1810-1510-12 10-9 10-6 10-3 100 103 106 109 1012 1015 1018
czas
prz
ełąc
zani
a pr
oces
ora
----
-- s
ekun
da
----
-- r
ok
----
-- d
zień
wie
k w
szec
hśw
iata
----
-- g
odzi
na
wie
k Z
iem
i
czas
roz
chod
zeni
a si
ę sy
gnał
u w
pro
ceso
rze
czas
życ
ia tz
w. r
ezon
ansó
w
pom
iary
pro
cesó
w fe
mto
seku
ndow
ych
życ
ie c
złow
ieka
czas, t (sekunda)
![Page 12: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/12.jpg)
Czym jest fizyka?
• Obserwacja i pomiar (doświadczenie)
• Prawa fizyki – wnioski z obserwacji
• Modele matematyczne - opis teoretyczny.
• Czy możliwy jest jednolity opis rzeczywistości? Ciągle nie różne dziedziny fizyki.
![Page 13: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/13.jpg)
masa
prę
dko
ść
ilość
cząs
tek
fizyka relatywistyczna
Fizyka klasyczna
fizy
ka
kwan
tow
a
fizyka materii skondensowanej
![Page 14: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/14.jpg)
Nie ma jednej ogólnej teorii fizyki.
Nawet gdyby była...
Fizyka jest sztuką umiejętnych przybliżeń.
![Page 15: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/15.jpg)
Wielkości fizyczne• droga,
• siła,
• czas,
• masa,
• prędkość,
• temperatura
• energia,
• …
![Page 16: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/16.jpg)
Jednostki, do ilościowego opisu wielkości fizycznych
• Droga, metry, kilometry, stopy, cale, mikrony
• siła, niutony, kG siły, …
• czas, sekunda, godzina, miesiąc, rok, pacierz,…
• masa, gram, tona, funt, karat, …
• prędkość, km/h, węzeł, m/s,
• temperatura, Kelwin, °Celcjusza, °Farenheita
• energia, kaloria, Joule,
• …
![Page 17: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/17.jpg)
Wzorzec metra
![Page 18: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/18.jpg)
Wzorzec czasu astronomia (doba, miesiąc księżycowy, rok)zegary (wodne, wahadłowe, kwarcowe, atomowe)
Zegar wodnyTipler
![Page 19: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/19.jpg)
Wzorzec kilograma
Zegar atomowy
![Page 20: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/20.jpg)
Wzorzec kilograma
Tipler
![Page 21: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/21.jpg)
Jednostki wszystkich wielkości fizycznych da się wyrazić za
pomocą 4 jednostek podstawowych
• droga, metr, m.
• masa, kilogram, kg.
• czas, sekunda, s.
• natężenie prądu elektrycznego, Amper, A.
![Page 22: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/22.jpg)
Wielkości fizyczne• masa, kg
• droga, m
• czas, s
• prędkość, m/s
• siła, Newton, N=kg·m/s2
• energia, Joule, J=N·m= N=kg·m2/s2
• temperatura –ma wymiar energii…
![Page 23: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/23.jpg)
Zamiana jednostek prędkości• droga, m
• czas, s czas
droga
t
lvpręrędkość
s3600min60h
m1000km
6.3
100
s3600
m1000100
h
km100
s
m
t
lv
![Page 24: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/24.jpg)
Zamiana jednostek objętościcbaVćobjębjętoś
m10m1.0dcm
m1000
110m1010m1010dcm10litrów10
1
333313
![Page 25: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/25.jpg)
Położenie• Niby wiadomo co to jest, ale jak zapisać
ilościowo?
• Potrzebny układ odniesienia!
Jednostka, metr.
0 1 32
położenier = 1.7 mPoczątek
układu odniesienia,względem którego mierzymy
![Page 26: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/26.jpg)
Położenie
Potrzebujemy:• Układu odniesienia;
• Miary (jednostki);
• Jedna współrzędna nie wystarcza!
Tipler
![Page 27: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/27.jpg)
Do określenia położenia na płaszczyźnie potrzeba dwóch współrzędnych
Tipler
![Page 28: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/28.jpg)
Do określenia położenia przestrzeni potrzeba trzech współrzędnych
Wersory (wektory jednostkowe)
zyx
zyx
zyx
AAA
AAA
AAAA
,,
ˆˆˆ
ˆˆˆ
A
kjiA
kji
Równoważne zapisy wektora
Tipler
![Page 29: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/29.jpg)
Nie tylko kartezjański układ współrzędnych
Układ biegunowy: azymut, kąt podniesienia, odległość
Współrzędne walcowe: azymut, kąt podniesienia, odległość
Tipler
![Page 30: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/30.jpg)
Wielkość wektorowa
• Wielkość, która posiada:– długość (miarę)– kierunek– zwrot
• punkt zaczepienia może być różny dla całej klasy wektorów związanych. Klasę tę nazywamy wektorem swobodnym. Czyli wszystkie wektory o tej samej długości, kierunku i zwrocie są tym samym wektorem (swobodnym)
![Page 31: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/31.jpg)
Wymiar przestrzeni
• Nasza przestrzeń jest trójwymiarowa. Do opisu położenia potrzebujemy 3 współrzednych
• Do opisu położenia na płaszczyźnie potrzebujemy 2 współrzędnych. Płaszczyzna jest przestrzenią dwuwymiarową.
• Prosta (linia) jest przestrzenia jednowymiarową.
![Page 32: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/32.jpg)
Tipler
![Page 33: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/33.jpg)
Dodawanie wektorówgraficzne i rachunkowe
zC
zz
yC
yy
xC
xx
zyxzyx
zyx
zyx
BABABA
BBBAAA
BBB
AAA
,,
,,,,
,,
,,
BAC
B
A
![Page 34: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/34.jpg)
Dodawanie wektorówrównoległobok (np. sił)
![Page 35: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/35.jpg)
Suma wektorów(równoległobok)
CBACBA
ABBA
Mnożenie przez skalar (liczbę)
ABBA kkk
Długość i wersor (wektor jednostkowy)
1ˆˆ AAAA AA
A
BA+B
A
B
A+B
2A
2B
2(A+B)
AA
A
ˆ5
5
Â
![Page 36: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/36.jpg)
Wektor położenia i przesunięcia
![Page 37: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/37.jpg)
Wielkości skalarne i wektorowe
Wektory
• położenie
• przesunięcie
• prędkość
• siła
• pęd
Skalary
• długość
• wysokość
• czas
• energia
![Page 38: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/38.jpg)
Zadania testowe
![Page 39: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/39.jpg)
Jednostką masy w układzie SI jesta) µg
b) mg
c) g
d) kg
e) 1b
![Page 40: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/40.jpg)
Jednostką masy w układzie SI jesta) µg
b) mg
c) g
d) kg
e) 1b
![Page 41: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/41.jpg)
Przedrostek „nano” oznacza:a) 10–12
b) 10–6 b) 10–3 d) 10–2
e) Żadna z podanych odpowiedzi nie jest poprawna.
![Page 42: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/42.jpg)
Przedrostek „nano” oznacza:a) 10–12
b) 10–6 b) 10–3 d) 10–2
e) Żadna z podanych odpowiedzi nie jest poprawna„nano” to 10-9.
![Page 43: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/43.jpg)
Gęstość wody morskiej wynosi 1.07 g/cm3. Ta gęstość w układzie jednostek SI wynosi:
A) l.07 kg/m3
B) (1/1.07) x 103 kg/m3
C) 1.07 x 103 kg
D) 1.07 x 10–3 kg
E) 1.07 x 103 kg/m3
![Page 44: prof. dr hab. Zbysław Wilamowski](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081416/56814907550346895db63e20/html5/thumbnails/44.jpg)
Gęstość wody morskiej wynosi 1.07 g/cm3. Ta gęstość w układzie jednostek SI wynosi:
A) l.07 kg/m3
B) (1/1.07) x 103 kg/m3
C) 1.07 x 103 kg
D) 1.07 x 10–3 kg
E) 1.07 x 103 kg/m3