Най-важното от урока
Електричният ток е насочено движение на електрични заряди. В металите това са свободните електрони.
Посока на тока: Прието е посоката на тока да е от положителния (+) към отрицателния (-) полюс на източника, което е обратно на посоката на движение на електроните.
Мерната единица за ток е ампер (A).
Токът се измерва с уред, наречен амперметър, който се свързва винаги последователно във веригата.
Ако електроните в един проводник се движат отляво надясно, каква е посоката на тока?
Отговор: Посоката на тока е обратна на тази на електроните, следователно ще бъде отдясно наляво.
Електричното напрежение е мярка за енергията, която електричните заряди отдават, преминавайки през даден консуматор (например лампа).
Мерната единица за напрежение е волт (V).
Напрежението се измерва с уред, наречен волтметър, който се свързва винаги успоредно на консуматора.
Как трябва да свържете волтметър, за да измерите напрежението на батерия?
Отговор: Успоредно, като свържете изводите на волтметъра към двата полюса на батерията.
Съпротивлението (R) е физична величина, която показва свойството на проводниците да се съпротивляват на протичането на електричен ток.
Мерната единица за съпротивление е ом (Ω).
Закон на Ом: Токът (I) през един проводник е правопропорционален на приложеното напрежение (U) и обратнопропорционален на съпротивлението (R) му.
\[ I = \frac{U}{R} \quad \text{или} \quad U = I \cdot R \quad \text{или} \quad R = \frac{U}{I} \]
Където: U е напрежение, I е ток, R е съпротивление.
Ако през резистор със съпротивление \(R = 5\) Ω е приложено напрежение \(U = 10\) V, токът през него ще бъде:
\[ I = \frac{U}{R} = \frac{10 \text{ V}}{5 \text{ Ω}} = 2 \text{ A} \]
През лампа тече ток \(I = 0.5\) A, а напрежението върху нея е \(U = 12\) V. Намерете нейното съпротивление.
Решение: \( R = \frac{U}{I} = \frac{12 \text{ V}}{0.5 \text{ A}} = 24 \text{ Ω} \)
Мощността на тока (P) показва каква енергия преобразува консуматорът за единица време (1 секунда).
Мерната единица за мощност е ват (W).
\[ P = U \cdot I \]
Мощността е равна на произведението от напрежението и тока.
Електричната енергия (E) е енергията, консумирана от уред за определено време.
Мерната единица за енергия е джаул (J). В практиката се използва киловатчас (kWh).
\[ E = P \cdot t \]
Енергията е равна на произведението от мощността и времето.
Електрическа кана работи с напрежение 220 V и през нея тече ток 5 A. Каква е нейната мощност?
Решение: \( P = U \cdot I = 220 \text{ V} \cdot 5 \text{ A} = 1100 \text{ W} = 1.1 \text{ kW} \)
Когато светлинен лъч достигне границата между две среди (напр. въздух и вода), част от него се връща обратно в първата среда. Това явление се нарича отражение.
Закон за отражението: Ъгълът на падане \((\alpha)\) е равен на ъгъла на отражение \((\alpha')\).
\[ \alpha = \alpha' \]
Ъглите се измерват спрямо перпендикуляр (нормала) към отразяващата повърхност.
Ако светлинен лъч пада върху огледало под ъгъл \(30^\circ\) спрямо нормалата, той ще се отрази също под ъгъл \(30^\circ\) спрямо нормалата.
Светлинен лъч пада върху гладка повърхност, като ъгълът между лъча и повърхността е \(50^\circ\). Намерете ъгъла на отражение.
Ъгълът на падане \(\alpha\) е ъгълът между лъча и нормалата (перпендикуляра). Следователно \(\alpha = 90^\circ - 50^\circ = 40^\circ\). Според закона за отражението, ъгълът на отражение \(\alpha' = \alpha\), така че \(\alpha' = 40^\circ\).
Когато светлинен лъч преминава от една прозрачна среда в друга (напр. от въздух в стъкло), той променя посоката си на разпространение. Това явление се нарича пречупване.
Сламка, потопена в чаша с вода, изглежда счупена на границата между въздуха и водата поради пречупването на светлината.
Защо дъното на плувен басейн изглежда по-плитко, отколкото е в действителност?
Това се дължи на пречупването на светлинните лъчи, идващи от дъното. Когато те преминават от водата във въздуха на път към очите ни, те се пречупват и променят посоката си, създавайки илюзията, че дъното е на по-малка дълбочина.
Бялата светлина е съставена от лъчи с различни цветове (спектър). Дисперсията е явлението, при което бялата светлина се разлага на съставните си цветове при преминаване през прозрачна среда, като стъклена призма.
Небесната дъга е естествено явление на дисперсия, при което слънчевата светлина се пречупва и разлага от милиони водни капчици в атмосферата след дъжд.
Кои са основните цветове, на които се разлага бялата светлина?
Цветовете на дъгата, подредени по дължина на вълната: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово.
Период (T) е времето за извършване на едно пълно трептене. Измерва се в секунди (s).
Честота (v) е броят на пълните трептения за една секунда. Измерва се в херци (Hz).
\[ v = \frac{1}{T} \]
Честотата и периодът са реципрочни величини.
Ако едно махало прави едно пълно люлеене за 2 секунди, неговият период \(T = 2\) s, а честотата му е \(v = 1/2 = 0.5\) Hz.
Сърцето на спортист в покой бие 50 пъти за 60 секунди. Каква е честотата на пулса му в Hz?
Честотата е броят трептения (удари) за една секунда. \(v = \frac{50 \text{ удара}}{60 \text{ s}} \approx 0.83\) Hz.
Звукът представлява трептения, които се разпространяват като вълна в материална среда (газ, течност, твърдо тяло). Звукът не се разпространява във вакуум.
Човешкото ухо възприема звукови вълни с честота в диапазона от 20 Hz до 20 000 Hz (20 kHz).
Силата (нивото) на звука се измерва в децибели (dB).
Когато видим светкавица, чуваме гръмотевицата няколко секунди по-късно, защото скоростта на светлината (300 000 000 m/s) е много по-голяма от скоростта на звука във въздуха (около 340 m/s).
Защо в Космоса не се чуват експлозии, както е показано в някои филми?
Космосът е вакуум, т.е. няма среда (въздух, вода и др.), в която звуковите вълни да се разпространяват. Затова там е абсолютно тихо.
Вселената е единна по две причини: изградена е от едни и същи градивни частици (материя) и навсякъде в нея действат едни и същи физични закони.
Атомите на водорода в далечните звезди са напълно идентични с атомите на водорода на Земята. Законът за гравитацията, който кара ябълката да падне, е същият, който управлява движението на далечни галактики.
Ако астрономи наблюдават как в далечна галактика се сблъскват две звезди, на кой физичен закон ще се подчинява това взаимодействие?
Отговор: На закона за гравитацията, както и на всички други физични закони, които познаваме, защото те са универсални за цялата Вселена.
