Dalga Mekaniği

84 questions

Question 81Question

Tek yarıkta kırınım deneyi gerçekleştirilen üç farklı düzenekte kullanılan ışığın dalga boyu, yarık genişliği, ekran ile yarık düzlemi arasındaki uzaklık ve ortamın kırıcılık indisi değerleri aşağıda belirtilmiştir:

* Düzenek I: Dalga boyu 5λ5\lambda olan ışık, yarık genişliği ww, ekran uzaklığı LL, hava ortamı (n1=1n_1 = 1)
* Düzenek II: Dalga boyu 6λ6\lambda olan ışık, yarık genişliği ww, ekran uzaklığı LL, hava ortamı (n2=1n_2 = 1)
* Düzenek III: Dalga boyu 6λ6\lambda olan ışık, yarık genişliği ww, ekran uzaklığı LL, cam ortamı (n3=15n_3 = 1{}5)

Buna göre, bu düzeneklerde ekran üzerinde oluşan **merkezi aydınlık saçak genişliklerini (2Δx2\Delta x)** büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Merkezi aydınlık saçak genişliklerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması: Düzenek II > Düzenek I > Düzenek III şeklindedir.
Düzeneklerin merkezi aydınlık saçak genişliği değerleri hesaplandığında sırasıyla 12λLw12 \frac{\lambda L}{w}, 10λLw10 \frac{\lambda L}{w} ve 8λLw8 \frac{\lambda L}{w} katsayıları elde edilir. Bu durum saçak genişliklerinin Düzenek II > Düzenek I > Düzenek III şeklinde sıralanmasını gerektirir.

Step-by-Step Solution

1
Kırınım saçak genişliği ve merkezi aydınlık saçak genişliği bağıntılarını tanımlamak.
Tek yarıkta kırınım deneyinde ardışık iki karanlık veya iki aydınlık saçak arasındaki mesafe (saçak genişliği) Δx=λLwn\Delta x = \frac{\lambda L}{w \cdot n} formülüyle bulunur. Merkezi aydınlık saçak genişliği ise standart saçak genişliğinin iki katıdır, yani 2Δx=2λLwn2\Delta x = 2\frac{\lambda L}{w \cdot n} olarak ifade edilir.
Her bir düzenek için hesaplanacak değerlerin hangi fiziksel parametrelere bağlı olduğunu netleştirmek gerekir.
2
Düzenek I için merkezi aydınlık saçak genişliğini hesaplamak.
2Δx1=25λLw1=10λLw2\Delta x_1 = 2 \frac{5\lambda L}{w \cdot 1} = 10 \frac{\lambda L}{w} olur.
Dalga boyunun 5λ5\lambda ve ortam kırıcılık indisinin 11 (hava) olması değerlerini formülde yerine koymak için.
3
Düzenek II için merkezi aydınlık saçak genişliğini hesaplamak.
2Δx2=26λLw1=12λLw2\Delta x_2 = 2 \frac{6\lambda L}{w \cdot 1} = 12 \frac{\lambda L}{w} olur.
Dalga boyunun 6λ6\lambda ve ortam kırıcılık indisinin 11 (hava) olması değerlerini formülde yerine koymak için.
4
Düzenek III için merkezi aydınlık saçak genişliğini hesaplamak.
2Δx3=26λLw15=8λLw2\Delta x_3 = 2 \frac{6\lambda L}{w \cdot 1{}5} = 8 \frac{\lambda L}{w} olur.
Dalga boyunun 6λ6\lambda ve ortam kırıcılık indisinin 151{}5 (cam) olması değerlerini formülde yerine koymak için.
5
Elde edilen merkezi aydınlık saçak genişliği değerlerini kıyaslayarak sıralamak.
12λLw>10λLw>8λLw12 \frac{\lambda L}{w} > 10 \frac{\lambda L}{w} > 8 \frac{\lambda L}{w} olduğundan sıralama 2Δx2>2Δx1>2Δx32\Delta x_2 > 2\Delta x_1 > 2\Delta x_3 şeklindedir.
Düzeneklerin saçak genişliklerini büyüklüklerine göre sıralayarak sonuca ulaşmak için.

Key Concept

Tek yarıkta kırınım olayında saçak genişliğinin ışığın dalga boyu ve ortamın kırıcılık indisi ile ilişkisi.
Question 82Question

Hava ortamında gerçekleştirilen bir tek yarıkta kırınım deneyinde, düşey doğrultudaki yarık düzlemi dalga boyu λ\lambda olan tek renkli paralel ışık demetiyle aydınlatılıyor. Ekran üzerinde oluşan ardışık iki karanlık saçak arasındaki mesafe Δx\Delta x, merkezi aydınlık saçağın genişliği ise XCX_C olarak ölçülüyor.

Buna göre;

I. Aynı Δx\Delta x saçak genişliğine sahip bir çift yarıkta girişim (Young) deneyinde, merkezi aydınlık sa��ağın genişliği XC2\frac{X_C}{2} olurdu.

II. Yarık düzlemi, yarığın tam ortasından geçen düşey eksen etrafında bir miktar döndürülürse ekrandaki saçak genişliği (Δx\Delta x) artar.

III. Yarık düzleminin üst yarısı ışık geçirmeyen mat bir levha ile kapatılırsa ekrandaki saçak genişliği (Δx\Delta x) yarıya iner.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Doğru cevap I ve II yargılarını içeren seçenektir. Tek yarıkta kırınım deneyinde merkezi aydınlık saçak genişliği diğer saçakların iki katı (XC=2ΔxX_C = 2\Delta x) iken, çift yarıkta tüm saçak genişlikleri birbirine eşittir (Δx\Delta x). Bu yüzden çift yarıkta merkezi aydınlık saçak genişliği XC2\frac{X_C}{2} olur ve birinci öncül doğrudur. Düşey yarığın genişliği yatay doğrultudadır ve düşey eksen etrafında döndürüldüğünde efektif yarık genişliği azalarak saçak genişliğini (Δx\Delta x) artırır, bu yüzden ikinci öncül doğrudur. Düşey yarığın üst yarısının mat levhayla kapatılması yarık genişliğini değiştirmediği için saçak genişliği değişmez, bu yüzden üçüncü öncül yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Tek yarıkta ve çift yarıkta merkezi aydınlık saçak genişliği özelliklerini karşılaştırmak.
Tek yarıkta kırınım olayında merkezi aydınlık saçak genişliği, diğer saçakların genişliğinin iki katıdır (XC=2ΔxX_C = 2\Delta x). Çift yarıkta girişim (Young) deneyinde ise merkezi aydınlık saçak dahil tüm saçakların genişliği birbirine eşittir (Δx\Delta x). Bu durumda, ayn�� saçak genişliğine sahip bir çift yarık deneyinde merkezi aydınlık saçak genişliği Δx\Delta x yani XC2\frac{X_C}{2} olurdu. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.
Merkezi aydınlık saçak genişliğinin tek yarık ve çift yarık deneylerindeki davranış farkını ortaya koymak.
2
Yarık düzleminin dü��ey eksen etrafında döndürülmesinin yarık genişliğine ve saçak genişliğine etkisini belirlemek.
Yarık düşey doğrultuda konumlandırıldığı için yarığın genişliği yatay doğrultudadır. Yarık düzlemi, yarığın tam ortasından geçen düşey eksen etrafında döndürüldüğünde, ışığın karşılaştığı efektif yarık genişliği w=wcosθw' = w \cos\theta olur. Açı sıfırdan büyük olduğu için cosθ<1\cos\theta < 1 olur ve efektif yarık genişliği azalır. Saçak genişliği formülü Δx=λLwn\Delta x = \frac{\lambda L}{w n} uyarınca, yarık genişliği ile saçak genişliği ters orantılı olduğundan, efektif yarık genişliğinin azalması saçak genişliğini (Δx\Delta x) artırır. Dolayısıyla ikinci öncül doğrudur.
Döndürme işleminin geometrik olarak efektif yarık genişliğini nasıl değiştirdiğini ve bunun saçak genişliği üzerindeki etkisini analiz etmek.
3
Düşey yarığın üst yarısının kapatılmasının saçak genişliğine etkisini değerlendirmek.
Yarık düşey konumda olduğundan, üst yarısının mat bir levhayla kapatılması yarığın yatay doğrultudaki genişliğini (ww) değiştirmez, sadece düşey doğrultudaki yüksekliğini (boyunu) azaltır. Ekrandaki saçakların genişliği (Δx\Delta x) ise yatay yarık genişliğine bağlıdır. Bu nedenle Δx\Delta x değişmez. Ayrıca yarık genişliği fiziksel olarak azalsaydı bile saçak genişliği azalmaz, ters orantılı olarak artardı. Dolayısıyla üçüncü öncül yanlıştır.
Yarığın üst yarısının kapatılmasının hangi boyutu etkilediğini belirlemek ve saçak genişliğiyle ilişkisini kurmak.

Key Concept

Işığın tek yarıkta kırınımında saçak genişliği ve merkezi aydınlık saçak genişliği özellikleri ile yarık boyutlarının geometrik değişimlerinin bu değerlere etkisi
Estimated Time:2m 0s
Question 83Question

Bir Young deneyi düzeneğinde, ekranda oluşan girişim desenindeki 4. aydınlık saçak ile merkezî aydınlık saçak (A0A_0) arasındaki uzaklık x1x_1 olarak ölçülmektedir. Aynı düzenekte kullanılan ışığın dalga boyu yarıya indirilip yarıklar arasındaki uzaklık iki katına çıkarıldığında, 3. karanlık saçak ile merkezî aydınlık saçak (A0A_0) arasındaki uzaklık x2x_2 olmaktadır. Buna göre, x1x2\frac{x_1}{x_2} oranı kaçtır?

Show answer & explanation

Answer: 6.4

Answer

4. aydınlık saçağın uzaklığı ile yeni durumdaki 3. karanlık saçağın uzaklığı oranlandığında sonuç 6,4 olarak bulunur.
Doğru cevap 6,4'tür. İlk durumda saçak genişliği Δx1\Delta x_1 iken 4. aydınlık saçağın uzaklığı x1=4Δx1x_1 = 4\Delta x_1 olur. İkinci durumda dalga boyu yarıya inip yarıklar arası uzaklık iki katına çıktığında saçak genişliği Δx2=0,25Δx1\Delta x_2 = 0,25\Delta x_1 değerine geriler. 3. karanlık saçağın uzaklığı ise x2=2,5Δx2=0,625Δx1x_2 = 2,5\Delta x_2 = 0,625\Delta x_1 olarak hesaplanır. Bu iki değer oranlandığında 40,625=6,4\frac{4}{0,625} = 6,4 sonucuna ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
İlk durumdaki saçak genişliğini ve 4. aydınlık saçağın merkezî saçağa uzaklığını formülize etme.
Δx1=λLd\Delta x_1 = \frac{\lambda L}{d} ve x1=4Δx1x_1 = 4\Delta x_1
Aydınlık saçakların merkezî aydınlık saçağa olan uzaklığı saçak numarasının saçak genişliğiyle çarpılmasıyla (xn=nΔxx_n = n\Delta x) bulunur.
2
İkinci durumdaki yeni saçak genişliğini ve 3. karanlık saçağın merkezî saçağa uzaklığını hesaplama.
Δx2=(λ/2)L2d=0,25Δx1\Delta x_2 = \frac{(\lambda/2) L}{2d} = 0,25\Delta x_1 ve x2=(30,5)Δx2=2,5×0,25Δx1=0,625Δx1x_2 = (3 - 0,5)\Delta x_2 = 2,5 \times 0,25\Delta x_1 = 0,625\Delta x_1
Karanlık saçakların merkezî aydınlık saçağa olan uzaklığı xn=(n0,5)Δxx_n = (n - 0,5)\Delta x formülüyle hesaplanır.
3
Uzaklıkların oranını bularak nihai sonucu elde etme.
x1x2=4Δx10,625Δx1=6,4\frac{x_1}{x_2} = \frac{4\Delta x_1}{0,625\Delta x_1} = 6,4
Soruda istenen x1/x2x_1 / x_2 oranı, elde edilen matematiksel ifadelerin birbirine bölünmesiyle bulunur.

Key Concept

Çift yarıkta girişim deneyinde saçak genişliğinin dalga boyu ve yarıklar arası uzaklığa bağlılığı ile aydınlık ve karanlık saçakların merkezî saçağa olan uzaklıklarının hesabı.
Question 84Question

Karanlık bir odada gerçekleştirilen tek yarıkta kırınım deneyinde, dalga boyu λ\lambda olan tek renkli ışık veren bir kaynak ve genişliği ww olan yarık düzlemi kullanılmaktadır. Bu deneyde ekran üzerinde oluşan ardışık iki karanlık saçak arasındaki mesafe Δx1\Delta x_1, merkezi aydınlık saçağın genişliği ise Δx0\Delta x_0 olarak ölçülmektedir.

Daha sonra deney düzeneğinde yarık genişliği yarıya indirilip yarık düzlemi ile ekran arasındaki ortam kırıcılık indisi n=2n = 2 olan saydam bir sıvı ile tamamen dolduruluyor. Bu durumda ardışık iki karanlık saçak arasındaki yeni mesafe ise Δx2\Delta x_2 olmaktadır.

Buna göre,
I. Δx0=2Δx1\Delta x_0 = 2\Delta x_1
II. Δx2=Δx1\Delta x_2 = \Delta x_1
III. Aynı düzenekte kullanılan ışığın dalga boyu artırılırsa Δx1\Delta x_1 azalır.

ifadelerinden hangileri doğrudur? (Havanın kırıcılık indisi 11 kabul edilecektir.)

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Merkezi aydınlık saçak genişliği, diğer ardışık saçaklar arasındaki mesafenin iki katıdır (Δx0=2Δx1\Delta x_0 = 2\Delta x_1). Ortamın kırıcılık indisi 2 katına çıkarılıp yarık genişliği yarıya indirildiğinde saçak genişliği formülündeki oran değişmediğinden saçak genişliği aynı kalır (Δx2=Δx1\Delta x_2 = \Delta x_1). Dolayısıyla birinci ve ikinci yargılar doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Deneyin ilk durumundaki saçak genişliklerini belirleme.
Ardışık iki karanlık saçak arasındaki mesafe Δx1=λLw\Delta x_1 = \frac{\lambda L}{w} ve merkezi aydınlık saçak genişliği Δx0=2Δx1=2λLw\Delta x_0 = 2\Delta x_1 = 2\frac{\lambda L}{w} olur. Bu durumda I. öncül doğrudur.
Tek yarıkta kırınım olayında merkezi aydınlık saçağın genişliği, diğer saçakların genişliğinin iki katı olarak gerçekleşir.
2
Deneyin ikinci durumundaki saçak genişliğini hesaplama.
Ortam kırıcılık indisi n=2n=2 olan sıvı ile doldurulduğunda ışığın ortamdaki dalga boyu λ=λ2\lambda' = \frac{\lambda}{2} olur. Yarık genişliği yarıya indirilerek w=w2w' = \frac{w}{2} yapılır. Yeni saçak genişliği Δx2=λLw=(λ/2)Lw/2=λLw=Δx1\Delta x_2 = \frac{\lambda' L}{w'} = \frac{(\lambda/2) L}{w/2} = \frac{\lambda L}{w} = \Delta x_1 olur. Bu durumda II. öncül doğrudur.
Saçak genişliği formülünde dalga boyu ve yarık genişliği aynı oranda azaldığı için oran korunur ve saçak genişliği değişmez.
3
Işığın dalga boyu değişiminin saçak genişliğine etkisini analiz etme.
Saçak genişliği formülü Δx1=λLw\Delta x_1 = \frac{\lambda L}{w} şeklindedir. Formüle göre ışığın dalga boyu λ\lambda artırılırsa saçak genişliği Δx1\Delta x_1 de artar. Bu nedenle III. öncül yanlıştır.
Saçak genişliği, kullanılan ışığın dalga boyu ile doğru orantılı olarak değişir.

Key Concept

Tek yarıkta kırınım olayında saçak genişliği ve merkezi aydınlık saçak özellikleri
Estimated Time:2m 0s
PreviousPage 5 / 5
Dalga Mekaniği Practice Questions — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) — Page 5 | Examkin