draft final cheatsheet
[notes.git] / physics / final.tex
index f809976d8bc8000c91c16c0a1c17fe1ed1108758..b37c41a46d2216cd5b0fabf8fe82d8ff441021ea 100644 (file)
 
     $1 \operatorname{eV} = 1.6 \times 10^{-19} \operatorname{J}$
 
-    eaccelerated with $x$ V is given $x$ eV
+    eaccelerated with $x$ V is given $x$ eV
 
     \[W={1\over2}mv^2=qV \tag{field or points}\]
     \[v=\sqrt{{2qV} \over {m}}\tag{velocity of particle}\]
   \subsection*{Power transmission}
 
     % \begin{align*}
-      $$V_{\operatorname{rms}}={V_{\operatorname{p\rightarrow p}}\over \sqrt{2}}$$
-      P_{\operatorname{loss}} = \Delta V I = I^2 R = {{\Delta V^2} \over R} \\
-      V_{\operatorname{loss}}=IR
+      \[V_{\operatorname{rms}}={V_{\operatorname{p\rightarrow p}}\over \sqrt{2}} \]
+      \[P_{\operatorname{loss}} = \Delta V I = I^2 R = {{\Delta V^2} \over R} \]
+      \[V_{\operatorname{loss}}=IR \]
     % \end{align*}
 
     Use high-$V$ side for correct $|V_{drop}|$
   \textbf{nodes:} fixed on graph
 
   \textbf{Longitudinal (motion $||$ wave)}
-  \includegraphics[height=4cm]{graphics/longitudinal-waves.png}
+  \includegraphics[width=6cm]{graphics/longitudinal-waves.png}
 
   \textbf{Transverse (motion $\perp$ wave)}
-  \includegraphics[height=4cm]{graphics/transverse-waves.png}
+  \includegraphics[width=6cm]{graphics/transverse-waves.png}
 
   % -----------------------
   \subsection*{Motors}
   $T={1 \over f}\quad$(period: time for one cycle)
-  $v=f \lambda \quad$(speed: displacement per second)
+  $v=f \lambda \quad$(speed: displacement / sec)
 
   % -----------------------
   \subsection*{Doppler effect}
-  When $P_1$ approaches $P_2$, each wave $w_n$ has slightly less distance to travel than $w_{n-1}$. Hence, $w_n$ reaches the observer sooner than $w_{n-1}$, increasing "apparent" wavelength.
+  When $P_1$ approaches $P_2$, each wave $w_n$ has slightly less distance to travel than $w_{n-1}$. $w_n$ reaches observer sooner than $w_{n-1}$ ("apparent" $\lambda$).
 
   % -----------------------
   \subsection*{Interference}
 
   % -----------------------
   \subsection*{Polarisation}
-  \includegraphics[height=4cm]{graphics/polarisation.png}
+  \includegraphics[height=3.5cm]{graphics/polarisation.png}
 
   % -----------------------
   \subsection*{Refraction}
-  \includegraphics[height=4cm]{graphics/refraction.png}
+  \includegraphics[height=3.5cm]{graphics/refraction.png}
 
   Angle of incidence $\theta_i =$ angle of reflection $\theta_r$
 
   % -----------------------
   \subsection*{Planck's equation}
 
-  f={c \over \lambda},\quad E=hf={hc \over \lambda}=\rho c
-
-  h=6.63 \times 10^{-34}\operatorname{J s}=4.14 \times 10^{-15} \operatorname{eV s}
-
-  1 \operatorname{eV} = 1.6 \times 10^{-19} \operatorname{J}
+  \[ f={c \over \lambda},\quad E=hf={hc \over \lambda}=\rho c \]
+  \[ h=6.63 \times 10^{-34}\operatorname{J s}=4.14 \times 10^{-15} \operatorname{eV s} \]
+  \[ 1 \operatorname{eV} = 1.6 \times 10^{-19} \operatorname{J} \]
 
   \subsection*{Force of electrons}
-  F={2P_{\text{in}}\over c}
-
-  \text{photons per second}={\text{total energy} \over \text{energy per photon}}={{P_{\text{in}} \lambda} \over hc}={P_{\text{in}} \over hf}
+  \[ F={2P_{\text{in}}\over c} \]
+  % \begin{align*}
+    \[ \text{photons / sec} = {\text{total energy} \over \text{energy / photon}} \]
+    \[ ={{P_{\text{in}} \lambda} \over hc}={P_{\text{in}} \over hf} \]
+    % ={P_{\text{in}} \lambda} \over hc}={P_{\text{in}} \over hf}
+  % \end{align*}
 
   \subsection*{Photoelectric effect}
 
   \begin{itemize}
     \item $V_{\operatorname{supply}}$ does not affect photocurrent
-    \item $V_{\operatorname{sup}} > 0$: eattracted to collector anode
+    \item $V_{\operatorname{sup}} > 0$: eattracted to collector anode
     \item $V_{\operatorname{sup}} < 0$: attracted to illuminated cathode, $I\rightarrow 0$
-    \item $v$ of edepends on ionisation energy (shell)
+    \item $v$ of depends on ionisation energy (shell)
     \item max current depends on intensity
   \end{itemize}
 
 
   $V=h_{\text{eV}}(f-f_0)$
 
+  \columnbreak
+
   \subsection*{De Broglie's theory}
 
-  $\lambda = {h \over \rho} = {h \over mv}$
-  $\rho = {hf \over c} = {h \over \lambda} = mv, \quad E = \rho c$
+  \[ \lambda = {h \over \rho} = {h \over mv} \]
+  \[ \rho = {hf \over c} = {h \over \lambda} = mv, \quad E = \rho c \]
   \begin{itemize}
     \item cannot confirm with double-slit (slit $< r_{\operatorname{proton}}$)
     \item confirmed by similar e- and x-ray diff patterns
   \subsection*{Spectral analysis}
 
   \begin{itemize}
-    $n\item $\Delta E = hf = {hc \over \lambda}$ between ground / excited state
-    $n\item $E$ and $f$ of photon: $E_2 - E_1 = hf = {hc \over \lambda}$
-    $n\item Ionisation energy - min $E$ required to remove e-
-    $n\item EMR is absorbed/emitted when $E_{\operatorname{K-in}}=\Delta E_{\operatorname{shells}}$ (i.e. $\lambda = {hc \over \Delta E_{\operatorname{shells}}}$)
+    \item $\Delta E = hf = {hc \over \lambda}$ between ground / excited state
+    \item $E$ and $f$ of photon: $E_2 - E_1 = hf = {hc \over \lambda}$
+    \item Ionisation energy - min $E$ required to remove e-
+    \item EMR is absorbed/emitted when $E_{\operatorname{K-in}}=\Delta E_{\operatorname{shells}}$ (i.e. $\lambda = {hc \over \Delta E_{\operatorname{shells}}}$)
+    \item No. of lines - include all possible states
   \end{itemize}
 
-  \subsection{Indeterminancy principle}
+  \subsection{Uncertainty principle}
 
   measuring location of an e- requires hitting it with a photon, but this causes $\rho$ to be transferred to electron, moving it.
 
   \subsection{Wave-particle duaity}
 
   wave model:
-
-  \item cannot explain photoelectric effect
-  \item $f$ is irrelevant to photocurrent
-  \item predicts delay between incidence and ejection
-  \item speed depends on medium
+  \begin{itemize}
+    \item cannot explain photoelectric effect
+    \item $f$ is irrelevant to photocurrent
+    \item predicts delay between incidence and ejection
+    \item speed depends on medium
+  \end{itemize}
 
   particle model:
 
-  \item explains photoelectric effect
-  \item rate of photoelectron release $\propto$ intensity
-  \item no time delay - one photon releases one electron
-  \item double slit: photons interact. interference pattern still appears when a dim light source is used so that only one photon can pass at a time
-  \item light exerts force
-  \item light bent by gravity
+  \begin{itemize}
+    \item explains photoelectric effect
+    \item rate of photoelectron release $\propto$ intensity
+    \item no time delay - one photon releases one electron
+    \item double slit: photons interact. interference pattern still appears when a dim light source is used so that only one photon can pass at a time
+    \item light exerts force
+    \item light bent by gravity
+  \end{itemize}
+
+  % +++++++++++++++++++++++
+  \section{Uncertainty}
+
+  \textbf{Absolute uncertainty} - $\Delta$ - same units as quantity.
+  \[ \Delta(m) = {{\mathcal{E}(m)} \over 100} \cdot m \]
+
+  \[ (A \pm \Delta A) + (B \pm \Delta A) = (A+B) \pm (\Delta A + \Delta B) \]
+  \[ (A \pm \Delta A) - (B \pm \Delta A) = (A-B) \pm (\Delta A + \Delta B) \]
+  \[ c(A \pm \Delta A) = cA \pm c \Delta A \]
+
+  \textbf{Relative uncertainty} - $\mathcal{E}$ - unitless.
+  \[ \mathcal{E}(m) = {{\Delta(m)} \over m} \cdot 100} \]
+  \[ (A \pm \mathcal{E} A) \cdot (B \pm \mathcal{E} B) = (A \cdot B) \pm (\mathcal{E} A + \mathcal{E} B) \]
+  \[ (A \pm \mathcal{E} A) \div (B \pm \mathcal{E} B) = (A \div B) \pm (\mathcal{E} A + \mathcal{E} B) \]
+  \[ (A \pm \mathcal{E} A)^n = (A^n \pm n \mathcal{E} A) \]
+  \[ c(A \pm \mathcal{E} A)=cA \pm \mathcal{E} A \]
+
+  Uncertainty of a measurement is $1 \over 2$ the smallest division
+
+  \textbf{Precision} - concordance of values \\
+  \textbf{Accuracy} - closeness to actual value
+