diff --git a/KFY FYI1/Zkouška/Zkouškový test.md b/KFY FYI1/Zkouška/Zkouškový test.md index e3ea416..c926a6d 100644 --- a/KFY FYI1/Zkouška/Zkouškový test.md +++ b/KFY FYI1/Zkouška/Zkouškový test.md @@ -1,4 +1,4 @@ -### Popište a vysvětlete **inerciální a neinerciální** souřadné soustavy +### Popište a vysvětlete inerciální a neinerciální souřadné soustavy - základní vztahy pro průvodiče, rychlosti a zrychlení (obrázek) - platnost 1. a 2. Newtonova zákona v těchto soustavách - co jsou to Galileovy transformace a za jakých podmínek platí @@ -168,20 +168,87 @@ Podmínky - $\vec{F}^*_{3} = \vec{F}^*_{C} = -2m\cdot \vec{\omega}\times \vec{v}'$ - **Coriolisova síla** - objevuje se pouze, pokud se hmotný bod pohybuje rychlostí, která není rovnoběžná s osou rotace (tedy $z = z'$) -### Popište a vysvětlete **tlumený** harmonický oscilátor +### Popište a vysvětlete tlumený harmonický oscilátor - výchozí podmínky - všechny působící síly - sestavení pohybové rovnice - její řešení pro různé velikosti tlumení (včetně grafů) - jaká je perioda, amplituda a energie oscilátoru u kmitavého řešení - co je to útlum a kvalita oscilátoru - stav velmi malého tlumení -### Popište skládání dvou **rovinných vln stejné** frekvence postupujících **stejným** směrem +### Popište skládání dvou rovinných vln stejné frekvence postupujících stejným směrem - sestavte výchozí rovnice pro obě vlny (od dvou koherentních zdrojů na ose x) (obrázek) - převeďte na komplexní tvary - a sečtěte na výslednou vlnu - podmínky extrémních stavů - aplikace -### Definujte a vysvětlete **fotometrické veličiny** +#### Výchozí rovnice pro obě vlny, obrázek + +- podle **principu superpozice** můžeme libovolné pohyby (nebo vlny) **skládat nezávisle na sobě** (jelikož jsou zcela nezávislé) +- každý z vícero pohybů můžeme analyzovat **samostatně** + - výsledky poté v **libovolném pořadí složíme** (sečteme) + +Úhlová rychlost +- $\displaystyle\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f$ +- $\omega_{1} = \omega_{2} = \omega$ +- máme stejnou frekvenci, tedy i stejnou úhlovou rychlost a periodu + +Výchozí rovnice +- $y_{1} = A_{1}\cdot \sin(\omega t+\varphi_{1})$ +- $y_{2} = A_{2}\cdot \sin(\omega t+\varphi_{2})$ + +Výsledný pohyb +- $y = y_{1}+y_{2}$ +- $y = A_{1}\cdot\sin(\omega t+\varphi_{1}) + A_{2}\cdot \sin(\omega t+\varphi_{2})$ +- součtem dvou sinusoid **stejné frekvence** je opět sinusoida nezměněné frekvence +- změnila se pouze **amplituda** a **fázová konstanta** $\varphi$ (v případě fázového posunu) + +![](_assets/vlny.svg) +- černá vlna je součtem modrých vln + +#### Převeďte na komplexní tvary, výsledná vlna + +Použití komplexních funkcí +- $\displaystyle \hat{u}_{1} = A_{1}\cdot e^{i\cdot(\omega t+\varphi_{1})} = A_{1}\cdot e^{i\cdot \varphi_{1}} \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} = \hat{A}_{1}\cdot e^{i\cdot\omega\cdot t}$ +- $\displaystyle \hat{u}_{2} = A_{2}\cdot e^{i\cdot(\omega t+\varphi_{2})} = A_{2}\cdot e^{i\cdot \varphi_{2}} \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} = \hat{A}_{2}\cdot e^{i\cdot\omega\cdot t}$ +- komplexní tvar **výsledných kmitů** + - $\hat{u} = \hat{u}_{1} + \hat{u}_{2} = \hat{A}_{1}\cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} + \hat{A}_{2}\cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} = (\hat{A}_{1} + \hat{A}_{2}) \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t}$ + - stejná frekvence umožňuje vytknutí exponenciely +- standardní tvar komplexního zápisu kmitů + - $\hat{u} = (\hat{A}_{1} + \hat{A}_{2}) \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} = \hat{A} \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t} = A\cdot e^{i\cdot \varphi} \cdot e^{i\cdot \omega\cdot t}$ + - důkaz, že výsledné kmity jsou opět harmonické se stejnou frekvencí jako původní +- výsledná komplexní amplituda + - je součtem obou počátečních komplexních amplitud + - $\hat{A} = \hat{A}_{1} + \hat{A}_{2}$ + - $A\cdot e^{i\cdot \varphi} = A\cdot e^{i\cdot \varphi_{1}} + A\cdot e^{i\cdot \varphi_{2}}$ + +#### Podmínky extrémních stavů + +Podmínky extrémních stavů určují, jaké musí mít vlny počáteční fáze $\varphi_{1}, \varphi_{2}$, abychom dosáhli maximální/minimální amplitudy, kterou je možné z těchto vln složit. + +Podmínka maxima +- oba počáteční vektory musí být souhlasně rovnoběžné ($\varphi_{1} = \varphi_{2}$) +- $\varphi_{2} - \varphi_{1} = 0 \pm n\cdot 2\pi, \quad n = 0,1,2,3,\dots$ + - vlny mají stejný fázový rozdíl (proto $0$) + - mohou se lišit o celou periodu (proto $n\cdot2\pi$) +- fázový rozdíl kmitů je roven sudému násobku $\pi$ +- kmity jsou ve fázi + +Podmínka minima +- oba počáteční vektory musí být nesouhlasně rovnoběžné ($\varphi_{2} - \varphi_{1} = \pm\pi$) +- $\varphi_{2} - \varphi_{1} = \pi \pm n\cdot 2\pi, \quad n = 0,1,2,3,\dots$ + - vlny jsou vůči sobě posunuty o $\pi$ + - mohou se opět lišit o celou periodu +- $\varphi_{2} - \varphi_{1} = \pm(2n+1)\pi$ +- fázový rozdíl kmitů je roven lichému násobku $\pi$ +- kmity jsou v protifázi + +#### Aplikace + +- mechanické konstrukce (namáhání materiálu) +- elektrické obvody (zesílení/zeslabení výsledného signálu) +- interferenční a difrakční přístroje + +### Definujte a vysvětlete fotometrické veličiny - **světelný tok** (jak se liší od zářivého toku) - **svítivost a jas** - přesné definice a vysvětlení (také použítých veličin) (obrázky) - co to je **izotropní bodový zdroj** a **homogenní izotropní plošný zdroj**