ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ1 Φυσική ΙΙ Καθηγητής Γιώργος Αντωνόπουλος ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ1 Φυσική ΙΙ Καθηγητής Γιώργος Αντωνόπουλος ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ1 Φυσική ΙΙ Καθηγητής Γιώργος Αντωνόπουλος sv8rx@teiion.gr ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

2 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ2 ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣΦΥΣΙΚΗ ΙΙ ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣΜΓΥ ΕΒΔ ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΛΙΑΣ4 ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ5 ΤΥΠΙΚΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣΒ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ- ΣΚΟΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Η ανάπτυξη θεμάτων επιλεκτικά από τον Ηλεκτρομαγνητισμό, Οπτική και Πυρηνική Φυσική που σχετίζονται άμεσα με φαινόμενα γενικότερου οικολογικού και περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ-ΠΕΔΙΟ-ΝΟΜΟΣ GAUSS-ΔΥΝΑΜΙΚΟ 2. ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ-ΔΥΝΑΜΕΙΣ-ΕΠΑΓΩΓΗ 3. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 4. ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ ΚΕΡΑΙΩΝ 5. ΦΥΣΗ-ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ-ΑΝΑΚΛΑΣΗ-ΔΙΑΘΛΑΣΗ 6. ΣΥΜΒΟΛΗ-ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ 7. ΦΩΤΟΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ-ΑΤΟΜΑ 8. ΑΧΤΙΝΕΣ Χ-ΦΑΣΜΑΤΑ 9. ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ 10. ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ-ΦΑΣΜΑΤΑ 11.ΔΟΜΗ ΣΤΕΡΕΩΝ 12. ΔΟΜΗ ΠΥΡΗΝΩΝ 13. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΡΥΘΜΟΙ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ 14. ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ 15. ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΕΙΣ ΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ HUGH D. YOUNG, ΦΥΣΙΚΗ, ΤΟΜΟΣ Β΄ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ-ΟΠΤΙΚΗ- ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ Ρεσβάνη, ΤΟΜΟΣ ΙΙ, ΙΙΙ, ΙV (ΠΑΝ. ΕΚΔΟΣΕΙΣ) D. Halliday & R. Resnick Τομος Β (ΠΑΝ. ΕΚΔΟΣΕΙΣ) Λαγανά, ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ, (ΑΡΝΟΣ)

3 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ3 ΜΑΘΗΜΑ 1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝ ΕΙΔΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΦΟΡΤΙΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ Το αλγεβρικό άθροισμα όλων των ηλεκτρικών φορτίων οποιουδήποτε κλειστού συστήματος είναι σταθερό. ΑΓΩΓΟΙ: ΥΛΙΚΑ ΣΤΑ ΟΠΟΙΑ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ ΤΟ ΗΛ ΦΟΡΤΙΟ ΜΟΝΩΤΕΣ: ΥΛΙΚΑ ΣΤΑ ΟΠΟΙΑ ΔΕΝ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ ΤΟ ΗΛ ΦΟΡΤΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ-ΠΡΩΤΟΝΙΟ-ΝΕΤΡΟΝΙΟ ΚΟΥΑΡΚ m e =9,1x10 -31 Kg m p =1,67x10 -27 Kg m n =1,67x10 -27 Kg ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB k=8,98x10 9 Nm 2 /C 2

4 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ4 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ + - ΝΟΜΟΣ ΤΟΥGAUSS Φ=ΕΑ Φ=ΕΑcosφ φ ΜΑΘΗΜΑ 1

5 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ5 ΜΑΘΗΜΑ 2

6 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ6 ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Ηλεκτρικό πεδίο 1.το ηλεκτρικό φορτίο δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο 2.το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί δύναμη Μαγνητικό πεδίο 1.το κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο δημιουργεί μαγνητικό πεδίο 2.το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη σε κάθε κινούμενο φορτίο ΜΑΘΗΜΑ 2 F B Για φ=0 ή π τότε F=0, δηλαδή όταν η Β είναι παράλληλη με την ταχύτητα v δεν υπάρχει δύναμη στο κινούμενο φορτίο V

7 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ7 ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ ΜΑΘΗΜΑ 2 Η ολική ηλεκτρική ροή σε μια κλειστή επιφάνεια δίνεται από το νόμο του Gauss Η ολική μαγνητική ροή σε μια κλειστή επιφάνεια είναι 0

8 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ8 ΜΑΘΗΜΑ 3 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΟΥ Maxwell ε 0 =8,854x10 -12 μ 0 =12,567x10 -7 Νόμος του Gauss Νόμος του Gauss για το μαγνητισμό Νόμος του Ampére Νόμος του Faraday

9 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ9 ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑ 3

10 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ10 ΜΑΘΗΜΑ 3 ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΑ Ταχύτητα κύματος- Κυματική εξίσωση 1. το κύμα είναι εγκάρσιο όπου τα Ε και Β είναι κάθετα στην κατεύθυνση διάδοσης και επίσης είναι κάθετα μεταξύ τους. Η κατεύθυνση διάδοσης είναι η κατεύθυνση του διανυσματικού γινομένου ΕxΒ 2. ο λόγος των μέτρων Ε και Β είναι καθορισμένος και ισούται με τη ταχύτητα διάδοσης c 3. κύμα διαδίδεται στο κενό με σταθερή ταχύτητα c=3 10 8 m/s 4. σε αντίθεση με τα μηχανικά κύματα τα οποία χρειάζονται τα ταλαντούμενα σωματίδια ενός υλικού για να διαδοθούν, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν απαιτούν κανένα μέσο διάδοσης. Αυτό που «κυματίζει» σε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο.

11 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ11 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ 400 - 440nm ΙΩΔΕΣ 440 - 480nm ΚΥΑΝΟ 480 - 560nm ΠΡΑΣΙΝΟ 560 - 590nm ΚΙΤΡΙΝΟ 590 - 630nm ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ 630 – 700nm ΕΡΥΘΡΟ ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑ 4 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΜΙΑΣ ΚΕΡΑΙΑΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑ Poynting Ροή ενέργειας ανά μονάδα επιφανείας

12 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ12 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΕΡΑΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ 4

13 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ13 ΜΑΘΗΜΑ 4 ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

14 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ14 ΜΑΘΗΜΑ 5 ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ 1.Οι ευθείες που αντιστοιχούν στην προσπίπτουσα, την ανακλώμενη και την διαθλώ μένη ακτίνα, κείνται όλες στο ίδιο επίπεδο στο οποίο κείται και η κάθετος προς την επιφάνεια. Αν η προσπίπτουσα ακτίνα κείται στο επίπεδο του σχήματος και η συνο ριακή επιφάνεια μεταξύ των δύο υλικών είναι κάθετη προς το επίπεδο αυτό, τότε η α νακλώμενη και η διαθλώμενη ακτίνες κείνται στο επίπεδο του σχήματος. 2.Η γωνία ανάκλασης θ r είναι ίση προς τη γωνία πρόσπτωσης θ α για όλα τα μήκη κύματος και για οποιοδήποτε ζεύγος υλικών με κοινή διαχωριστική επιφάνεια. Αυτή η σχέση, σε συνδυασμό με το δεδομένο ότι η προσπίπτουσα και η ανακλώμενη καθώς και η κάθετος προς τη διαχωριστική επιφάνεια κείνται όλες στο ίδιο επίπεδο, ο νομάζεται νόμος της ανάκλασης. 3. Για μονοχρωματικό φως και για ένα συγκεκριμένο ζεύγος υλικών, α και b, εκατέρωθεν της κοινής διαχωριστικής επιφάνειας, ο λόγος των ημίτονων των γωνιών θ α και θ b, ό ταν και οι δύο γωνίες μετρούνται από την κάθετο προς την επιφάνεια, ισούται με το αντίστροφο του λόγου των δύο δεικτών διάθλασης:

15 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ15 ΜΑΘΗΜΑ 5 ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ

16 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ16 ΜΑΘΗΜΑ 5 ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΜΟΣ-ΠΟΛΩΣΗ

17 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ17 ΜΑΘΗΜΑ 6 ΣΥΜΒΟΛΗ Όταν δύο ή περισσότερα κύματα αλληλεπικαλύπτονται, η προκύπτουσα μετατόπιση σε οποιοδήποτε σημείο και οποιαδήποτε χρονική στιγμή μπορεί να βρεθεί αν προστεθούν οι στιγμιαίες μετατοπίσεις που θα παράγονταν στο σημείο αυτό από τα κύματα, αν το καθένα από αυτά υφίστατο αφεαυτού. Ενισχυτική συμβολή r 2 -r 1 =mλ dsinθ=mλ Αναιρετική συμβολή r 2 -r 1 =(m+½)λ dsinθ =(m+½)λ

18 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ18 ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΜΑΘΗΜΑ 6 ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ FRESNEL ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ FRAUNHOFER σκοτεινοί κροσσοί

19 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ19 ΦΑΣΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑ 7 ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

20 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ20 ΜΑΘΗΜΑ 7 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ BOHR ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Σειρά Balmer n=3,4,5…………

21 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ21 ΜΑΘΗΜΑ 8 ΑΚΤΙΝΕΣ Χ ΣΚΕΔΑΣΗ COMPTON

22 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ22 ΜΑΘΗΜΑ 8 ΣΥΝΕΧΗ ΦΑΣΜΑΤΑ ΝΟΜΟΣ STEFAN-BOLTZMANN Φασματική κατανομή αφετικής ικανότητας νόμος μετατόπισης του Wien Rayleigh νόμος ακτινοβολίας του Plank

23 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ23 ΜΑΘΗΜΑ 9 ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ- ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ (Schrödinger) n=1,2,3…. κύριος κβαντικός αριθμός 1. l=0,1,2…n-1 κβαντικός αριθμός τροχιακής στροφορμής 2. m l =0,±1,±2,…±l Μαγνητικός κβαντικός αριθμός 3. m s =±½ Spin ηλεκτρονίου 4.

24 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ24 ΜΑΘΗΜΑ 9 ΑΤΟΜΑ ΜΕ ΠΟΛΛΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ l ≤ n-1 |m l | ≤ l m s = ±½ Απαγορευτική αρχή του PAULI Δύο ηλεκτρόνια δεν μπορούν να βρεθούν στην ίδια κβαντική κατάσταση

25 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ25 ΜΑΘΗΜΑ 10 ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ 1.ΙΟΝΤΙΚΟΣ Η ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ 2.ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

26 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ26 ΜΑΘΗΜΑ 10 3. ΔΕΣΜΟΙ VAN DE WAALS 4. ΔΕΣΜΟΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Οι ιοντικοί και ομοιοπολικοί δεσμοί ονομάζονται ισχυροί δεσμοί με ενέργεια σύνδεσης που κυμαίνεται από 1eV-5eV Οι δεσμοί VAN DER WAALS και οι δεσμοί υδρογόνου ονομάζονται ασθενείς δεσμοί με ενέργεια σύνδεσης <0.5eV

27 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ27 ΜΑΘΗΜΑ 10 ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΑ ΠΛΕΓΜΑΤΑ Αποστάσεις ατόμων 0,1-0,5nm Μεταλλικοί κρύσταλλοι

28 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ28 ΜΑΘΗΜΑ 10 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΠΥΡΗΝΩΝ Ο πυρήνας ενός ατόμου είναι 20000 έως 200000 φορές μικρότερος από το ίδιο το άτομο. R 0 =1,2x10 -15 m A=Z+N Ατομική μονάδα μάζας 1u=1,66054x10 -27 kg

29 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ29 ΜΑΘΗΜΑ 11 ΔΟΜΗ ΠΥΡΗΝΩΝ 1.Πρότυπο σταγόνας (πυρηνική δύναμη, εξωτερικά νουκλεόνια, ζευγοποίηση, ηλεκτρική δύναμη) 2.Πρότυπο φλοιών (Δυναμική ενέργεια, μαγικοί αριθμοί: 2,8,20,28,50,82,126) ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Ασταθής πυρήνας: Ζ>83 ή Α>209 Διάσπαση αλφα (α): εκπομπή σωματιδίου He (παράδειγμα η διάσπαση Ra) Διάσπαση βήτα (β): εκπομπή ηλεκτρονίου Μεταστοιχείωση Ακτινοβολία γάμα (γ)

30 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ30 ΜΑΘΗΜΑ 11 Ραδιενεργές διασπάσεις Διάγραμμα Segrè

31 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ31 ΜΑΘΗΜΑ 11 Χρόνος υποδιπλασιασμού

32 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ32 ΜΑΘΗΜΑ 11 ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ RBE =Relative Biological Effectiveness 1rad(radiation absorbed dose)=0,01j/kg RBE(Relative Biological Effectiveness) Ισοδύναμη δόση(rem)=(rad)x(RBE) 500rem θανατηφόρα δόση Ακτινογραφία 20-40mrem Μέγιστη ετήσια ασφαλής έκθεση0,2-0,5rem

33 ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ33 ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΖΑΚΥΝΘΟΥ Μάθημα: ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ Εξάμηνο: 2o ΕΞΕΤΑΣΤΕΑ ΥΛΗ HUGH D. YOUNG, ΤΟΜΟΣ Β΄ Παράγραφοι: § 22-1, 22-2, 22-3, 22-4, 22-5, 22-7, 23-1, 23-2 § 26-1, 28-1, 28-2, 28-3 § 33-1, 33-2, 33-3 § 33-7, 33-8, 34-1 § 34-2, 34-3, 34-4, 34-5 § 37-1, 37-2, π37-2, 37-6, 38-1, 38-2 § 40-1, 40-2, 40-3 § 40-7, 40-8, π40-10 § 43-1, 43-3, 43-4 § 44-1, 44-4, 45-1 § 45-3, 45- 4, 45-5, 45-6 Ο Διδάσκων Ονοματεπώνυμο: ΑΝΤΩΝΟΠΟΥΛΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ Βαθμίδα: ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΗΣ Υπογραφή :