Oreska - Užice

Univerzitet u Nisu
Gradjevinsko - arhitektonski fakultet
Gradjevinski odsek
Fizika
J. Karamarkovi¶c
Nis, 2005.

Uvod 7
Fizicke velicine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Priroda fizickih velicina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Osnovni modeli u fizickim teorijama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1 Oscilacije i talasi 9
1.1 Harmonijske oscilacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.1 Linearni harmonijski oscilator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.2 Realni oscilatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.3 Energija linearnog harmonijskog oscilatora . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.4 Slaganje harmonijskih oscilacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.5 Razlaganje oscilacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2 Prigusene oscilacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 Prinudne oscilacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4 Talasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.1 Vrste talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.2 Brzina prostiranja mehanickih talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.3 Jedna·cina sinusnog progresivnog talasa . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.4 Energija i intenzitet talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.4.5 Interferencija talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.4.6 Stojeci talasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.5 Talasi u Zemljinom omota·cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.5.1 Gradja Zemlje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.5.2 Seizmicki talasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2 Akustika 37
2.1 Osnovne karakteristike zvuka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2 Zvucni izvori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3 Intenzitet i nivo zvuka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4 Subjektivna jacina zvuka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.5 Akustika prostorija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5.1 Apsorpcija zvuka. Vreme reverberacije . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.5.2 Apsorberi zvuka - materijali i konstrukcije . . . . . . . . . . . . . . 44
2.6 Prolaz zvuka kroz pregradne zidove. Za·stita od buke . . . . . . . . . . . . 46
2.6.1 Buka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.6.2 Karakteristike buke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.6.3 Prihvatljivi nivoi buke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.6.4 Izolaciona moc materijala i veza sa akustickom izolovanoscu prostorije 49
2.7 Ultrazvuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3 Elektromagnetni talasi i optika 55
3.1 Elektromagnetni talasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.1 Dualisticka priroda elektromagnetnog zracenja . . . . . . . . . . . . 56
3.1.2 Spektar elektromagnetnih talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.1.3 Energija elektromagnetnih talasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2 Svetlost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.1 Spektar vidljive svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.2 Odbijanje svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2.3 Prelamanje svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2.4 Razlaganje (disperzija) svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2.5 Boja tela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.3 Infracrvena i ultraljubicasta svetlost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.4 Oko i vidjenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.4.1 Gradja oka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.4.2 Proces vidjenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.4.3 Spektralna osetljivost oka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.5 Svetlosni izvori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.6 Fotometrija i osvetljenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.6.1 Fotometrijske velicine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.6.2 Fotometri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7 Fizicka (talasna) optika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7.1 Interferencija svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7.2 Difrakcija svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.7.3 Polarizacija svetlosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4 Toplota 91
4.1 Temperatura i toplota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.2 Merenje temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.2.1 Temperaturske skale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.2.2 Termometri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.3 Zakoni sirenja cvrstih i tecnih tela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.3.1 Zakon linearnog sirenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.3.2 Povrsinsko sirenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.3.3 Zapreminsko sirenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.3.4 Termicko naprezanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4 Gasni zakoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4.1 Jednacina stanja idealnog gasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4.2 Bojl-Mariotov zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4.3 Gej-Lisakov zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4.4 Sarlov zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.4.5 Avogadrov zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.4.6 Daltonov zakon parcijalnih pritisaka . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.5 Kalorimetrijska jednacina. Specificne toplote . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.6 Promene agregatnih stanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7 Dijagram stanja. Trojna tacka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.8 Van der Valsova jedna·cina stanja za realne gasove. Kondenzacija realnih
gasova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

5 Jednosmerne i naizmenicne struje 107
5.1 Intenzitet i gustina struje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.2 Omov zakon. Elektricna provodnost
i otpornost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.3 Dzulov zakon. Snaga elektricne struje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.4 Elementi elektricnih kola stalne jednosmerne struje . . . . . . . . . . . . . 110
5.4.1 Generatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.4.2 Otpornici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.4.3 Ampermetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.4.4 Voltmetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.5 Resavanje prostih i slozenih kola. Kirhofovi zakoni . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 Vitstonov most . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.7 Naizmeni·cne struje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.7.1 Elementi kola naizmeni·cne struje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.7.2 Redno RLC kolo. Impedansa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5.8 Snaga naizmeni·cne struje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5.9 Elektricni transformatori. Prenos elektricne energije . . . . . . . . . . . . . 124
5.9.1 Generatori elektricne struje. Trofazne struje . . . . . . . . . . . . . 126
5.10 Nacini dobijanja elektricne energije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

6 Transportni procesi 131
6.1 Prenosenje toplote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.2 Provodenje toplote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.2.1 Osnovne postavke provodenja toplote . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.2.2 Provodjenje toplote kroz jednoslojni zid . . . . . . . . . . . . . . . 133
6.2.3 Provodjenje toplote kroz viseslojni zid . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.2.4 Prenosenje toplote kroz zid okruzen fluidima . . . . . . . . . . . . 137
6.3 Prenosenje toplote strujanjem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.4 Prenosenje toplote zracenjem. Zakoni zracenja . . . . . . . . . . . . . . . . 140
6.5 Atmosfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.6 Vlaznost vazduha. Kondenzovanje vodene pare u atmosferi . . . . . . . . . 146
6.7 Difuzija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.8 Difuzija i kondenzacija vodene pare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.8.1 Difuzija vodene pare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.8.2 Kondenzacija vodene pare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

7 Nuklearna fizika 155
7.1 Sastav i osobine jezgra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.2 Defekt mase i energija veze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.3 Prirodna radioaktivnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7.3.1 Zakon radioaktivnog raspada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.3.2 Aktivnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.3.3 Radioaktivni nizovi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.3.4 Radijum i radon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.4 Jonizuju¶ca zra·cenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.4.1 Alfa zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
7.4.2 Beta zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
7.4.3 Gama zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
7.4.4 Rendgensko zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.4.5 Neutronsko zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.4.6 Kosmi·cko zra·cenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.5 Dozimetrija jonizuju¶ceg zra·cenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.6 Uticaj zra·cenja na organizam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
7.7 Detekcija jonizuju¶ceg zra·cenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

strane 1 do 54: http://www.gaf.ni.ac.yu/fizika/Skripta/skripta_prvi_deo.pdf
strane 55 do 106: http://www.gaf.ni.ac.yu/fizika/Skripta/skripta_drugi_deo.pdf
strane 107 do 174: http://www.gaf.ni.ac.yu/fizika/Skripta/skripta_treci_deo.pdf