EPIONEN Fysiikka EPIONEN Fysiikka 2017

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "EPIONEN Fysiikka 2017. EPIONEN Fysiikka 2017"

Onni Heikkilä
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 EPIONEN Fysiikka

2 Epione Valmennus Ensimmäinen painos. Tämän teoksen kopioiminen ilman lupaa on tekijänoikeuslain mukaan kielletty. ISBN Painopaikka: Grano Oy, Kuopio 2016 Tämän teoksen painamiseen käytetty paperi on saanut Pohjoismaisen ympäristömerkin. 2

3 Sisällysluettelo ESIPUHE JA KÄYTTÖOHJE FYSIIKAN PERUSTEET SUUREET MEKANIIKKA VAUHTI NOPEUS KIIHTYVYYS TASAISESTI MUUTTUVA LIIKE NEWTONIN LAIT MOMENTTI JA TASAPAINO YMPYRÄLIIKE LIIKEMÄÄRÄ IMPULSSI ENERGIA, TYÖ JA TEHO ENERGIA Liike-energia Potentiaalienergia Mekaanisen energian säilymislaki TYÖ TEHO HYÖTYSUHDE PYÖRIMISLIIKE KULMA, KULMANOPEUS JA KULMAKIIHTYVYYS Kulma-asema, kiertokulma Kulmanopeus Kulmakiihtyvyys KULMA- JA RATASUUREET Ratanopeus Tangentiaalikiihtyvyys Keskeiskiihtyvyys Kokonaiskiihtyvyys PYÖRIMISEN LIIKEYHTÄLÖ Hitausmomentti PYÖRIMISENERGIA PYÖRIMISLIIKKEEN PERUSYHTÄLÖ VIERIMINEN AALTOLIIKE HARMONINEN VOIMA HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ HARMONINEN AALTOLIIKE AALTOLIIKKEEN PERUSYHTÄLÖ AALTOLIIKE JA RAJAPINTA Aalto-opillinen tiheys AALTOLIIKKEIDEN INTERFERENSSI SEISOVA AALTOLIIKE ÄÄNIOPPI ERI ÄÄNIEN TAAJUUKSIA ÄÄNEN INTENSITEETTI JA INTENSITEETTITASO ÄÄNEN NOPEUS

4 7.3 ÄÄNEN VAIMENEMINEN ÄÄNI RAJAPINNASSA OPTIIKKA TAITTUMINEN JA HEIJASTUMINEN PEILIT JA LINSSIT SILMÄN OPTIIKKA NESTEIDEN JA KAASUJEN MEKANIIKKA PAINE HYDROSTAATTINEN PAINE NOSTE (ARKHIMEDEEN LAKI) PINTAJÄNNITYS Koheesio ja adheesio VISKOSITEETTI JA VIRTAUS Laminaarinen ja turbulenttinen virtaus POISEUILLEN VIRTAUS VÄLIAINEEN VASTUS JA STOKESIN LAKI LASKO ***FICKIN LAKI JA NESTEIDEN LIIKKEET Diffuusion perusteet Lämpöliike ja diffuusio Diffuusio ja diffuusiovakio D Diffuusiovakio D TERMODYNAMIIKKA LÄMPÖTILA TERMODYNAAMINEN ELI ABSOLUUTTINEN LÄMPÖTILA-ASTEIKKO TILANYHTÄLÖT Lämpölaajeneminen Kineettinen kaasuteoria Kaasujen tilanyhtälöt OLOMUODON MUUTOKSET LÄMPÖENERGIA Lämpöopin I pääsääntö Lämpöopin II pääsääntö Terminen hyötysuhde SÄHKÖMAGNETISMI SÄHKÖVARAUS COULOMBIN VOIMA Sähkövarauksen potentiaali Vp ***VAN DER WAALSIN VOIMAT SÄHKÖKENTTÄ SÄHKÖKENTTÄ JA AINE Johde sähkökentässä Eriste sähkökentässä SÄHKÖINEN POTENTIAALI VARATTU HIUKKANEN SÄHKÖKENTÄSSÄ TASAVIRTAPIIRI Sähkövirta Resistanssi, Ohmin laki Konduktanssi TASAVIRTAPIIRILASKUT MAGNEETTIKENTTÄ Sähkövirran aiheuttamasta kentästä Atomin magneettinen momentti VARATTU HIUKKANEN MAGNEETTIKENTÄSSÄ SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY ***SOLUN SÄHKÖISISTÄ OMINAISUUKSISTA

5 11.14 KALVOJÄNNITTEEN MUODOSTUMINEN Solukalvon sähköisiä ominaisuuksia Kapasitanssi Jännite ***IONIT SOLUKALVON SÄHKÖKENTÄSSÄ Elektrodiffuusio: Nernst-Planckin yhtälö Nernstin yhtälö ja Nernstin potentiaali ***NERNSTIN YHTÄLÖSTÄ ***NERNSTIN POTENTIAALI JA PERMEABILITEETTI Donnanin tasapaino eli sähkökemiallinen tasapaino Solukalvon ionivirrat: ns. vakiokenttämalli GKH -jänniteyhtälö Sähköinen solumalli Ionivirta Kalvojännite ja konduktanssi Paralleelikonduktanssimalli ***DIFFUUSIOSTA SOLUKALVOLLA Yksisuuntainen diffuusio ***IONIT SOLUKALVON SÄHKÖKENTÄSSÄ Elektrodiffuusio: Nernst-Planckin yhtälö Nernstin yhtälö ja Nernstin potentiaali SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO Magneettivuo Faradayn Induktiolaki SM-VÄRÄHTELYPIIRI VAIHTOVIRTAPIIRI Vastus vaihtovirtapiirissä Kulmataajuus ω Käämi vaihtovirtapiirissä Kondensaattori vaihtovirtapiirissä RLC-piiri ***SYDÄNÄÄNET JA ELEKTROKARDIOGRAFIA MODERNI FYSIIKKA AINEAALLOT YDINFYSIIKKA SUHTEELLISUUSTEORIA ATOMIN ENERGIATILAT VAHVA VUOROVAIKUTUS SIDOSENERGIA JA MASSAVAJE YTIMEN ENERGIATILAT RADIOAKTIIVISUUS Alfahajoaminen Betahajoaminen Fissio Säteilyn mittayksiköt Säteilyyn liittyvät vaaratekijät ***RADIOLOGINEN KUVANTAMINEN RÖNTGENKUVAUS KUVAN TARKKUUS JA KUVAUSGEOMETRIA TIETOKONETOMOGRAFIA ISOTOOPPIKUVAUS (GAMMAKUVAUS) ULTRAÄÄNIKUVAUS MAGNEETTIKUVAUS ***SOLUN TUTKIMUSMENETELMIÄ VALOMIKROSKOOPPI KIINNITTÄMINEN SOLUJEN VÄRJÄYS IMMUNOVÄRJÄYS

6 15.5 FLUORESENSSIMIKROSKOPIA ELEKTRONIMIKROSKOPIA: TEM JA SEM SENTRIFUGAATIO KROMATOGRAFIA SPEKTROFOTOMETRIA ELEKTROFOREESI Agaroosigeelielektroforeesi Polyakryyliamidigeeli-elektroforeesi Isoelektrinen piste ja isoelektrinen fokusointi SOLULAJITIN HAPPO-EMÄSTITRAUS JA INDIKAATTORI LASKUTEHTÄVÄN VAIHEET VÄLILASKUJEN VASTAUKSET KÄSITEKONTROLLIEN VASTAUKSET HARJOITUSTEHTÄVÄT MEKANIIKKA NESTEET JA KAASUT OPTIIKKA JA FOTOMETRIA ÄÄNIOPPI, AALTOLIIKE YDINFYSIIKKA LÄMPÖOPPI JA ENERGIA SÄHKÖOPPI SOVELTAVAT TEHTÄVÄT HARJOITUSTEHTÄVIEN JA SOVELTAVIEN TEHTÄVIEN VASTAUKSET MEKANIIKKA NESTEET JA KAASUT OPTIIKKA JA FOTOMETRIA ÄÄNIOPPI, AALTOLIIKE YDINFYSIIKKA LÄMPÖOPPI JA ENERGIA SÄHKÖOPPI SOVELTAVAT TEHTÄVÄT

7 Esipuhe ja käyttöohje Kädessäsi oleva Epionen Fysiikka 2017 on tarkoitettu opettamaan ja kertaamaan lukion fysiikan oppimäärää. Kirja on tarkoitettu tiiviiksi ja helppolukuiseksi oppimateriaaliksi, jonka esimerkit ja laskut kannustavat omatoimiseen tehtävien ratkaisuun. Vuoden 2017 painoksen myötä Epionen kirjasarja käsittää koko lukion opetussuunnitelman mukaisen biologian, fysiikan ja kemian oppimäärän. Uudistuksen myötä sarja soveltuu paitsi lääketieteen pääsykokeeseen valmistautumiseen myös yo-kirjoituksiin kertaamiseen. Tämän kirjan lopussa on kaavakokoelma, jota on käytetty lääketieteen pääsykokeessa viimeisen kymmenen vuoden ajan. Muodossa tai toisessa kaavakokoelma löytyy myös pääsykokeesta. Pyri valmentautumisesi alusta asti laskemaan fysiikan tehtävät käyttäen apunasi vain kaavakokoelmaa (lääketieteelliseen pyrkiessä MAOLin käyttö on siis ankarasti epäsuositeltavaa). Kun kaavakokoelma tulee tutuksi vuoden aikana, säästät pääsykokeessa aikaa löytäessäsi tarvitsemasi kaavat pienemmällä etsimisellä. Tämän teoksen kaikki esimerkkitehtävät ja laskut kannattaa laskea huolellisesti kiinnittäen huomiota yksiköihin sekä laskutekniikkaan. Tällöin joudut omaksumaan sekä laskuteknisen ratkaisun että tehtävän oikeaoppisen kirjaamisen sen sijaan, että kopioisit laskun vastauksista vihkoosi. Esimerkkitehtävissä esitetään valmiit ratkaisumallit eri tehtävätyyppeihin. Oikeat vastaukset kirjan laskutehtäviin löytyvät kirjan takaa. Esimerkkien ohella kirjassa on osaamista kertaavia ja testaavia välilaskuja joiden vastaukset löytyvät kirjan lopusta. Tämän lisäksi kirjassa on Käsitekontrolli-tehtäviä joiden tarkoituksena on soveltaa fysiikkaa käytännön elämään ja lääketieteeseen. Kirja sisältää myös lukion oppimäärää syventävää tietoa. Kappaleet ja tehtävät, jotka eivät kuulu lukion fysiikan oppimäärään on merkitty kolmella tähdellä (***). Edistyneet hakijat voivat paneutua ajan riittäessä tähän syventävään materiaaliin, joka on pyritty valitsemaan valaisemaan edelleen lääketieteellisen fysiikan taustoja ja teorioita. Näiden tähtitehtävien aiheita on sivuttu myös viimevuosien pääsykoetehtävissä, joten niiden laskemisesta voi olla hyötyä pääsykokeessa. Vuosien kokemus satojen lääketieteelliseen pyrkivien kanssa on opettanut, että hiki säästää kyyneleitä pääsykokeessa. Fysiikka vaatii istumalihaksia, sillä vain riittävällä toistolla ja sinnikkäällä laskemisella tämä tieteistä jaloin avautuu. Kehitämme kirjasarjaamme jatkuvasti, ja otamme mielellämme vastaan palautetta sekä parannusehdotuksia osoitteeseen: Toivotamme sitkeyttä ja oivaltamisen riemua fysiikan parissa! Epione Valmennus 7

Samankaltaiset tiedostot

3.9 Fysiikka. Itsenäinen suorittaminen

3.9 Fysiikka. Itsenäinen suorittaminen 3.9 Fysiikka Fysiikka on empiirinen luonnontiede, jossa luonnon perusrakennetta ja -ilmiöitä pyritään ymmärtämään ja selittämään käyttäen luonnosta kokeellisin menetelmin saatavaa tietoa. Tavoitteena on