Su Dalgalarında Girişim

13 questions

Question 1Question

Derinliği her yerde aynı olan bir dalga leğeninde, aynı fazda ve periyodik olarak çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağı dd uzaklığıyla yerleştirilmiştir. Bu kaynaklar λ1\lambda_1 dalga boylu dalgalar üretirken girişim desenindeki bir PP noktası merkez doğrusunun sağındaki 3. düğüm çizgisi üzerinde yer almaktadır. Kaynakların frekansı değiştirilmeden dalga leğenine bir miktar su ilave edildiğinde dalgaların yayılma hızı \%25 oranında artmaktadır. Buna göre, yeni durumda aynı PP noktası merkez doğrusunun sağındaki kaçıncı girişim çizgisi üzerinde yer alır?

Show answer & explanation

Answer: 4

Answer

Yeni durumda P noktası merkez doğrusundan itibaren 4. girişim çizgisi (2. dalga katarı) üzerinde yer alır.
P noktasının başlangıçtaki yol farkı 25λ12{}5\lambda_1 olarak bulunur. Su derinliğinin artmasıyla hızı \%25 artan dalgaların boyu 125λ11{}25\lambda_1 olur. Yol farkı değişmediğinden, yeni dalga boyunun 2 katına (2λ22\lambda_2) eşit olur ve bu da noktayı 2. dalga katarı yapar. Merkez doğrusundan itibaren çizgiler sayıldığında 2. dalga katarı 4. sıraya denk gelir.

Step-by-Step Solution

1
İlk durumda P noktasının yol farkını bulunuz.
ΔS=25λ1\Delta S = 2{}5\lambda_1
P noktası ilk durumda 3. düğüm çizgisi üzerinde olduğu için ΔS=(n05)λ1\Delta S = (n - 0{}5)\lambda_1 formülünden n=3n=3 için yol farkı 25λ12{}5\lambda_1 olur.
2
Su eklenmesi sonrası yeni dalga boyunu hesaplayınız.
λ2=125λ1\lambda_2 = 1{}25\lambda_1
Frekans sabitken dalga hızı \%25 arttığında dalga boyu da aynı oranda artarak 125λ11{}25\lambda_1 olur.
3
P noktasının yeni durumdaki girişim çizgisini belirleyiniz.
2. dalga katarı
Yol farkı değişmediğinden ΔS=25λ1=2λ2\Delta S = 2{}5\lambda_1 = 2\lambda_2 olur. Yol farkı dalga boyunun tam katı olduğu için nokta 2. dalga katarı üzerindedir.
4
Çizgileri merkez doğrusundan itibaren sırayla sayarak kaçıncı sırada olduğunu bulunuz.
4. çizgi
Sıralama 1. düğüm, 1. katar, 2. düğüm, 2. katar şeklinde olduğundan 2. dalga katarı 4. sıradadır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim çizgilerinin yol farkı ve dalga boyu ilişkisi ile çizgi sıralaması.
Question 2Question

Aynı fazda ve frekansta çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının oluşturduğu su dalgası girişim deseninde; kaynaklara olan yol farkı dalga boyunun tam katı (yani nλn\lambda, burada n=1,2,3...n = 1, 2, 3...) olan noktalar düğüm çizgileri üzerinde yer alır.

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

Verilen ifade yanlıştır. Yol farkı dalga boyunun tam katı (nλn\lambda) olan noktalar düğüm çizgileri değil, dalga katarları (karın çizgileri) üzerindedir.
Aynı fazda titreşen özdeş kaynakların oluşturduğu girişim deseninde, yol farkının dalga boyunun tam katı (nλn\lambda) olması durumu yapıcı girişimi (dalga katarını) tanımlar. Düğüm çizgileri ise yol farkının dalga boyunun buçuklu katı olduğu durumlarda gözlenir.

Step-by-Step Solution

1
Girişim desenindeki herhangi bir noktanın kaynaklara olan uzaklıkları farkını (yol farkını) tanımlayın.
Yol farkı ΔS=PS1PS2\Delta S = |PS_1 - PS_2| şeklinde ifade edilir.
Noktanın hangi girişim çizgisi üzerinde olduğunu belirlemek için yol farkının büyüklüğü temel değişkendir.
2
Aynı fazda çalışan kaynaklar için dalga katarı ve düğüm çizgisi oluşma şartlarını karşılaştırın.
Yol farkı ΔS=nλ\Delta S = n\lambda (nZ+n \in \mathbb{Z}^+) ise dalga katarı (yapıcı girişim) oluşur. Yol farkı ΔS=(n1/2)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda (nZ+n \in \mathbb{Z}^+) ise düğüm çizgisi (yıkıcı girişim) oluşur.
Tepe-tepe veya çukur-çukur girişimleri dalga katarını, tepe-çukur girişimleri ise düğüm çizgisini belirler.
3
Soru kökündeki ifadeyi bu koşullara göre değerlendirin.
İfadede nλn\lambda yol farkına sahip noktaların düğüm çizgisi üzerinde olduğu iddia edilmiştir. Bu durum dalga katarı tanımıyla eşleştiğinden ifade yanlıştır.
Teorik fizik kurallarına göre ifadenin doğruluk değerini saptamak.

Key Concept

Aynı fazlı kaynaklarda dalga katarı ve düğüm çizgisi oluşma şartları
Estimated Time:45s
Question 3Question

Derinliği her yerde sabit olan bir dalga leğeninde, aynı fazda ve ff frekansıyla çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının ürettiği dairesel dalgaların girişim deseninde bir PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla d1d_1 ve d2d_2 olup, yol farkı d1d2=ΔS|d_1 - d_2| = \Delta S kadardır.

Bu dalga leğeninde başlangıçta PP noktası 2. dalga katarı üzerindedir.

Leğene bir miktar su eklenerek su derinliği artırıldığında dalgaların yayılma hızı 1,51,5 katına çıkarılırken kaynakların frekansı da 98f\frac{9}{8}f değerine ayarlanıyor.

Buna göre, son durumda PP noktası ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: 2. düğüm çizgisi üzerindedir ve minimum genlikle titreşir.

Answer

2. düğüm çizgisi üzerindedir ve minimum genlikle titreşir.
Başlangıçta 2. dalga katarı üzerinde yer alan noktanın yol farkı ΔS=2λ1\Delta S = 2\lambda_1 olarak yazılır. Leğene su eklenerek hız 1,51,5 katına çıkarıldığında ve frekans 98f\frac{9}{8}f yapıldığında yeni dalga boyu λ2=43λ1\lambda_2 = \frac{4}{3}\lambda_1 olur. Bu durumda λ1=34λ2\lambda_1 = \frac{3}{4}\lambda_2 eşitliği sağlanır. Sabit kalan yol farkı yeni dalga boyu cinsinden yazıldığında ΔS=2λ1=1,5λ2\Delta S = 2\lambda_1 = 1,5\lambda_2 elde edilir. Yol farkı dalga boyunun buçuklu katı olduğundan nokta düğüm çizgisi üzerindedir. ΔS=(n0,5)λ2\Delta S = (n - 0,5)\lambda_2 formülünden 1,5λ2=(n0,5)λ2    n=21,5\lambda_2 = (n - 0,5)\lambda_2 \implies n = 2 yani 2. düğüm çizgisi bulunur. Düğüm çizgileri üzerindeki noktalar birbirini sönümleyen tepe ve çukurlardan oluştuğu için genlikleri her zaman minimumdur (sıfırdır).

Step-by-Step Solution

1
Başlangıçtaki duruma göre yol farkı ifadesini yazmak.
PP noktası başlangıçta 2. dalga katarı üzerinde olduğundan yol farkı ΔS=2λ1\Delta S = 2\lambda_1 olur.
Dalga katarları için yol farkı formülü ΔS=nλ\Delta S = n\lambda şeklindedir ve n=2n=2 verilmiştir.
2
Yeni durumdaki dalga boyu olan λ2\lambda_2 değerini başlangıçtaki dalga boyu λ1\lambda_1 cinsinden hesaplamak.
Yeni dalga boyu λ2=v2f2=1,5v198f1=43λ1\lambda_2 = \frac{v_2}{f_2} = \frac{1,5v_1}{\frac{9}{8}f_1} = \frac{4}{3}\lambda_1 olarak bulunur. Buradan λ1=34λ2\lambda_1 = \frac{3}{4}\lambda_2 elde edilir.
Dalga boyu, yayılma hızı ile doğru, frekans ile ters orantılıdır.
3
Yol farkını yeni dalga boyu λ2\lambda_2 cinsinden ifade etmek.
Yol farkı ΔS=2λ1=2(34λ2)=1,5λ2\Delta S = 2\lambda_1 = 2 \cdot \left(\frac{3}{4}\lambda_2\right) = 1,5\lambda_2 olur.
Kaynakların veya ortamın değişmesi PP noktasının geometrik konumunu ve dolayısıyla kaynaklara olan yol farkını değiştirmez.
4
Yeni yol farkını düğüm çizgisi formülü ile karşılaştırarak çizgi türünü ve numarasını belirlemek.
ΔS=1,5λ2=(n0,5)λ2    n=2\Delta S = 1,5\lambda_2 = (n - 0,5)\lambda_2 \implies n = 2 bulunur. Dolayısıyla PP noktası 2. düğüm çizgisi üzerindedir.
Yol farkı dalga boyunun yarım katı olduğundan nokta bir düğüm çizgisidir.
5
Düğüm çizgisinin genlik durumunu açıklamak.
Düğüm çizgisi üzerindeki noktalar yıkıcı girişim (sönüm) nedeniyle hareketsizdir ve genlikleri minimumdur (sıfırdır).
Düğüm noktalarında bir kaynaktan gelen tepe ile diğerinden gelen çukur karşılaşarak birbirini söndürür.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde yol farkı, dalga boyu, hız ve frekans ilişkisi.
Estimated Time:3m 0s
Question 4Question

Derinliği her yerinde sabit olan bir dalga leğeninde, aynı fazda çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının oluşturduğu girişim desenindeki çift çukur noktaları, sönümleyici girişim yapan ve minimum genlikle titreşen düğüm çizgileri üzerinde yer alır.

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

İfade yanlıştır. Çift çukur noktaları yapıcı girişim oluşturduğu için dalga katarları üzerinde yer alır, düğüm çizgileri üzerinde yer almaz.
Çift çukur noktaları, iki kaynaktan gelen çukurların üst üste binerek oluşturduğu maksimum genlikli (yapıcı) girişim bölgeleridir ve dalga katarları üzerinde yer alırlar. Düğüm çizgileri ise bir tepe ve bir çukurun sönümlemesiyle oluşur.

Step-by-Step Solution

1
Çift çukur noktalarının oluşum mekanizmasını belirlemek.
Çift çukur noktaları, iki kaynaktan gelen dalga çukurlarının aynı anda bir noktaya ulaşmasıyla oluşur.
Girişim desenindeki noktaların niteliğini belirlemek için dalgaların üst üste binme durumunu incelemek gerekir.
2
Çift çukur noktalarında oluşan girişimin türünü saptamak.
İki dalga çukuru üst üste bindiğinde yapıcı (güçlendirici) girişim gerçekleşir ve bu noktalar maksimum genlikle titreşir.
Maksimum genlikli titreşimin hangi girişim çizgisi anlamına geldiğini bulmak gerekir.
3
Düğüm çizgilerinin tanımıyla karşılaştırma yapmak.
Düğüm çizgileri, bir tepe ile bir çukurun karşılaşıp birbirini sönümlediği (yıkıcı girişim) ve minimum genlikle titreştiği çizgilerdir. Dolayısıyla çift çukurlar düğüm çizgileri üzerinde bulunamaz, dalga katarları (karın çizgileri) üzerinde yer alır.
Soruda verilen ifadenin doğruluğunu kesinleştirmek gerekir.

Key Concept

Su dalgalarında girişim desenindeki dalga katarı ve düğüm çizgisi noktalarının özellikleri
Question 5Question

Sabit derinlikli bir dalga leğeninde, aralarında 24 cm24\text{ cm} mesafe bulunan ve aynı fazda titreşen özdeş iki noktasal dalga kaynağı kullanılmaktadır. Kaynakların ürettiği periyodik dalgaların yayılma hızı 48 cm/s48\text{ cm/s} ve frekans�� 6 s16\text{ s}^{-1}'dir. Bu girişim deseninde, kaynaklardan birine uzaklığı 35 cm35\text{ cm} olan ve girişim çizgileri üzerinde yer alan bir PP noktası 33. düğüm çizgisi üzerindedir. Buna göre, PP noktasının diğer kayna��a olan uzaklığının alabileceği en küçük değer kaç cm\text{cm}'dir?

Show answer & explanation

Answer: 15

Answer

P noktasının diğer kaynağa olan uzaklığının alabileceği en küçük değer 15 cm'dir.
Dalgaların hızı 48 cm/s48\text{ cm/s} ve frekansı 6 s16\text{ s}^{-1} olduğundan dalga boyu λ=8 cm\lambda = 8\text{ cm} olur. Aynı fazdaki kaynaklar için 33. düğüm çizgisi üzerindeki bir noktanın yol farkı ΔS=(30,5)×8=20 cm\Delta S = (3 - 0,5) \times 8 = 20\text{ cm}'dir. Kaynaklardan birine uzaklık 35 cm35\text{ cm} ise, yol farkının 20 cm20\text{ cm} olabilmesi için diğer kaynağa uzaklık en az 3520=15 cm35 - 20 = 15\text{ cm} olmalıdır.

Step-by-Step Solution

1
Kaynaktan yayılan dalgaların dalga boyunu hesaplayın.
Dalga boyu λ=8 cm\lambda = 8\text{ cm} olarak bulunur.
Dalga boyu, dalgaların yay��lma hızı ile frekansı arasındaki λ=vf\lambda = \frac{v}{f} ilişkisinden elde edilir.
2
33. düğüm çizgisi üzerindeki bir nokta için kaynaklara olan yol farkını bulun.
Yol farkı ΔS=20 cm\Delta S = 20\text{ cm} olarak bulunur.
Aynı fazlı kaynakların oluşturduğu girişim deseninde nn. düğüm çizgisi üzerindeki noktalar için yol farkı ΔS=(n0,5)λ\Delta S = (n - 0,5)\lambda bağıntısı ile hesaplanır.
3
Yol farkı tanımını kullanarak diğer kaynağa olan uzaklığın (PS2PS_2) alabileceği değerleri belirleyin.
PS2PS_2 değeri 15 cm15\text{ cm} veya 55 cm55\text{ cm} olabilir.
Yol farkı PS1PS2=20 cm|PS_1 - PS_2| = 20\text{ cm} olup, PS1=35 cmPS_1 = 35\text{ cm} verildiğinde denklemden iki olası sonuç elde edilir.
4
Olası uzaklıklar arasından en küçük olanı seçin.
PS2PS_2 en küçük 15 cm15\text{ cm} olur.
Soru, diğer kaynağa olan uzaklığın alabileceği en küçük değeri sormaktadır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde düğüm çizgilerinin yol farkı bağıntısı
Estimated Time:2m 0s
Question 6Question

Derinliği her yerinde aynı olan bir dalga leğeninde, aynı fazda ve aynı frekansta periyodik olarak çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının oluşturduğu girişim deseninde bir PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla d1d_1 ve d2d_2'dir.

Buna göre, dalgaların dalga boyu λ\lambda olduğuna göre,

I. d1d2=5λ2d_1 - d_2 = \frac{5\lambda}{2} ise PP noktası minimum genlikle titreşen bir düğüm çizgisi üzerindedir.
II. PP noktası çift çukur özelliğine sahip bir dalga katarı üzerindeyse, bu noktadaki su derinliği zamanla değişmeyip sürekli minimum değerde kalır.
III. Kaynakların titreşim frekansı artırılırsa, PP noktası düğüm çizgisi üzerindeyken bir dalga katarı üzerine gelebilir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve III

Answer

I ve III
I ve III ifadelerinin yer aldığı seçenek doğrudur. Çünkü yol farkı dalga boyunun buçuklu katı olduğunda düğüm çizgisi oluşur ve düğüm noktaları minimum genlikle titreşir. Dalga leğenindeki derinlik sabit olduğundan hız sabittir; frekans artışı dalga boyunu küçülterek başlangıçta düğüm çizgisi üzerinde olan bir noktanın yol farkını yeni dalga boyunun tam katı haline getirebilir ve nokta dalga katarı üzerine gelebilir.

Step-by-Step Solution

1
Yol farkı ve düğüm çizgisi ilişkisini inceleme
d1d2=2,5λd_1 - d_2 = 2,5\lambda yol farkı, dalga boyunun buçuklu katı olduğundan PP noktasının 3. düğüm çizgisi üzerinde olduğunu gösterir. Düğüm noktaları minimum genlikle titreşir. Bu nedenle I. öncül doğrudur.
Aynı fazlı kaynakların oluşturduğu girişim deseninde yol fark��nın buçuklu katları düğüm çizgilerini verir.
2
Dalga katarı ve çift çukur kavramlarını değerlendirme
Çift çukur noktası dalga katarı üzerindedir ve maksimum genlikle titreşir. Su derinliği sürekli minimum kalmaz, periyodik olarak çift tepe (maksimum derinlik/yükseklik) ve çift çukur (minimum derinlik) arasında salınım yapar. Bu nedenle II. öncül yanlıştır.
Girişim desenindeki karın (katar) noktaları sabit olmayıp maksimum genlikle salın��m hareketi yaparlar.
3
Frekans değişiminin dalga boyu ve girişim desenine etkisini analiz etme
Su derinliği sabit olduğundan dalga hızı vv sabittir. v=λfv = \lambda \cdot f formülüne göre frekans (ff) artırılırsa dalga boyu (λ\lambda) küçülür. Dalga boyunun küçülmesiyle PP noktasının sabit olan yol farkı ΔS\Delta S, yeni dalga boyunun tam katına eşitlenebilir (ΔS=nλ\Delta S = n\lambda'). Bu durumda PP noktası bir dalga katarı üzerine gelebilir. Bu nedenle III. öncül doğrudur.
Frekans değişimi dalga boyunu değiştirerek girişim çizgilerinin sıklığını ve dolayısıyla belirli bir noktanın girişim desenindeki yerini/özelliğini değiştirir.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde yol farkı, dalga boyu ve frekans ilişkisi ile katar/düğüm çizgilerinin fiziksel özellikleri.
Estimated Time:2m 30s
Question 7Question

Özdeş ve eş fazlı iki noktasal dalga kaynağının derinliği her noktasında homojen olan bir ortamda oluşturduğu girişim deseninde; merkez doğrusuna en yakın düğüm çizgisi üzerindeki bir noktanın kaynaklara olan yol farkı, kaynakların titreşim frekansı artırıldığında azalır.

Show answer & explanation

Answer: True

Answer

İfade doğrudur. Sabit derinlikli ortamda kaynakların frekansı artırıldığında dalga boyu küçülür. Merkez doğrusuna en yakın düğüm çizgisi olan 1. düğüm çizgisi üzerindeki noktaların yol farkı dalga boyunun yarısı (λ/2\lambda/2) olduğu için, dalga boyunun küçülmesi yol farkının da azalmasına neden olur.
İfade doğrudur. Çünkü derinlik sabitken frekansın artması dalga boyunu küçültür. 1. düğüm çizgisinin yol farkı dalga boyunun yarısı (λ/2\lambda/2) olduğundan, dalga boyunun küçülmesiyle yol farkı da azalmış olur.

Step-by-Step Solution

1
Merkez doğrusuna en yakın düğüm çizgisinin belirlenmesi ve yol farkı ilişkisinin kurulması
Eş fazlı kaynakların oluşturduğu girişim deseninde merkez doğrusuna en yakın düğüm çizgisi 1. düğüm çizgisidir (n=1n=1). Bu çizgi üzerindeki noktaların kaynaklara olan yol farkı ΔS=(11/2)λ=λ/2\Delta S = (1 - 1/2)\lambda = \lambda/2 olur.
Eş fazlı noktasal kaynaklar için düğüm çizgilerinin yol farkı ΔS=(n1/2)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda bağıntısıyla ifade edilir.
2
Frekans değişiminin dalga boyuna etkisinin analiz edilmesi
Dalga leğeninin derinliği sabit olduğundan hız (vv) sabittir. v=fλv = f \cdot \lambda ifadesine göre frekans (ff) artırıldığında dalga boyu (λ\lambda) azalır.
Su dalgalarının hızı kaynağın frekansına bağlı değildir, sadece ortamın derinliğine bağlıdır.
3
Dalga boyundaki değişimin yol farkına etkisinin değerlendirilmesi
Dalga boyunun (λ\lambda) azalmasıyla birlikte, 1. düğüm çizgisi üzerindeki noktaların kaynaklara olan yol farkı (ΔS=λ/2\Delta S = \lambda/2) azalır.
Yol farkı değeri doğrudan dalga boyu ile doğru orantılıdır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde düğüm çizgilerinin yol farkı ve dalga boyunun ortam derinliği ile frekansa bağlılığı
Estimated Time:2m 0s
Question 8Question

Derinliği her bölgesinde eşit olan bir dalga leğeninde, aynı fazda titreşen özdeş iki noktasal kaynak λ=8 cm\lambda = 8\text{ cm} dalga boylu dalgalar üretmektedir. Girişim desenindeki bir PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla 18 cm18\text{ cm} ve 30 cm30\text{ cm}'dir. Leğendeki suyun bir kısmı boşaltılarak üretilen dalgaların dalga boyunun 6 cm6\text{ cm} olması sağlandığında, PP noktasının başlangıçtaki ve son durumdaki yeri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

Show answer & explanation

Answer: Başlangıçta ikinci düğüm çizgisi üzerinde olup son durumda ikinci dalga katarı üzerinde yer alır.

Answer

Başlangıçta ikinci düğüm çizgisi üzerinde olup son durumda ikinci dalga katarı üzerinde yer alır.
P noktasının kaynaklara olan uzaklık farkı 12 cm'dir. İlk durumda dalga boyu 8 cm iken yol farkı dalga boyunun 1,5 katı olup buçuklu kat kuralına göre ikinci düğüm çizgisine denk gelir. Son durumda leğenden su boşaltılıp dalga boyu 6 cm yapıldığında, yol farkı dalga boyunun tam 2 katı olur ve tam kat kuralına göre ikinci dalga katarı haline gelir.

Step-by-Step Solution

1
P noktasının kaynaklara olan yol farkını hesaplama
d1=30 cmd_1 = 30\text{ cm} ve d2=18 cmd_2 = 18\text{ cm} olduğuna göre yol farkı ΔS=d1d2=3018=12 cm\Delta S = |d_1 - d_2| = |30 - 18| = 12\text{ cm} olarak bulunur.
Girişim desenindeki bir noktanın özelliğini belirlemek için öncelikle kaynaklara olan uzaklık farkı (yol farkı) hesaplanmalıdır.
2
İlk durumdaki (dalga boyu 8 cm iken) girişim çizgisini belirleme
ΔS=12 cm\Delta S = 12\text{ cm} ve λ1=8 cm\lambda_1 = 8\text{ cm}'dir. ΔS=1.5λ1=(20.5)λ1\Delta S = 1.5 \lambda_1 = (2 - 0.5) \lambda_1 olduğundan, nokta 2. düğüm çizgisi üzerindedir.
Yol farkı dalga boyunun yarım katı olduğunda nokta bir düğüm çizgisi üzerinde yer alır ve çizgi numarası formüldeki nn değerine eşittir.
3
Son durumdaki (dalga boyu 6 cm iken) girişim çizgisini belirleme
ΔS=12 cm\Delta S = 12\text{ cm} ve λ2=6 cm\lambda_2 = 6\text{ cm}'dir. ΔS=2λ2\Delta S = 2 \lambda_2 olduğundan, nokta 2. dalga katarı üzerindedir.
Yol farkı dalga boyunun tam katı olduğunda nokta bir dalga katarı (karın çizgisi) üzerinde yer alır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde yol farkı ile dalga boyu arasındaki ilişki, düğüm çizgisi ve dalga katarı şartlarını belirler.
Question 9Question

Su derinliğinin her yerde aynı olduğu bir dalga leğeninde, aynı faz ve frekansta çalışan iki noktasal kaynağın oluşturduğu girişim deseninde, kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla 28 cm28\text{ cm} ve 16 cm16\text{ cm} olan bir PP noktası 3. dalga katarı üzerindedir. Buna göre, bu girişim desenindeki 2. düğüm çizgisi üzerindeki herhangi bir noktanın kaynaklara olan yol farkı kaç\text{ cm}'dir?

Show answer & explanation

Answer: 6

Answer

2. düğüm çizgisi üzerindeki herhangi bir noktanın kaynaklara olan yol farkı 6 cm6\text{ cm}'dir.
3. dalga katarı üzerindeki P noktasının yol farkı 12 cm12\text{ cm} olup bu değer 3λ3\lambda'ya eşittir. Buradan dalga boyu λ=4 cm\lambda = 4\text{ cm} olarak bulunur. 2. düğüm çizgisi üzerindeki bir noktanın yol farkı ise (21/2)λ=1.5λ(2 - 1/2)\lambda = 1.5\lambda bağıntısından 6 cm6\text{ cm} olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
P noktasının kaynaklara olan uzaklıkları farkını (yol farkını) bularak dalgaların dalga boyunu hesaplamak.
λ=4 cm\lambda = 4\text{ cm}
P noktas�� 3. dalga katarı üzerinde olduğundan yol farkı formülü ΔS=nλ\Delta S = n \cdot \lambda şeklindedir. Buradan 12 cm=3λ12\text{ cm} = 3\lambda elde edilir.
2
2. düğüm çizgisi üzerindeki bir noktanın yol farkını hesaplamak.
ΔS=6 cm\Delta S = 6\text{ cm}
Düğüm çizgileri üzerinde yer alan noktaların kaynaklara olan yol farkı ΔS=(n1/2)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda bağıntısıyla bulunur.

Key Concept

Su dalgalarında girişim çizgilerinin yol farkı bağıntıları
Estimated Time:1m 30s
Question 10Question

Bir dalga leğeninde aynı fazda çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının ürettiği dalgaların yayılma hızı 16 cm/s16\text{ cm/s}, kaynakların titreşim frekansı ise 2 s12\text{ s}^{-1} olarak ölçülmüştür. Bu leğende oluşan girişim deseninde, kaynaklardan birine 34 cm34\text{ cm}, diğerine ise 22 cm22\text{ cm} uzaklıkta olan bir PP noktası bulunmaktadır.

Buna göre, PP noktası desendeki hangi girişim çizgisi üzerindedir?

Show answer & explanation

Answer: 2. düğüm çizgisi

Answer

P noktası 2. düğüm çizgisi üzerindedir.
Dalgaların dalga boyu λ=v/f=8 cm\lambda = v/f = 8\text{ cm}'dir. PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları farkı (yol farkı) ise 3422=12 cm|34 - 22| = 12\text{ cm}'dir. Yol farkı dalga boyunun buçuklu katı (1.5λ1.5\lambda) olduğu için PP noktası düğüm çizgisi üzerindedir. ΔS=(n0.5)λ\Delta S = (n - 0.5)\lambda bağıntısından 12=(n0.5)812 = (n - 0.5) \cdot 8 yazılarak n=2n = 2 elde edilir, bu da noktanın ikinci düğüm çizgisi üzerinde olduğunu gösterir.

Step-by-Step Solution

1
Dalgaların dalga boyunu (λ\lambda) hesaplamak.
λ=vf=16 cm/s2 s1=8 cm\lambda = \frac{v}{f} = \frac{16\text{ cm/s}}{2\text{ s}^{-1}} = 8\text{ cm} bulunur.
Girişim çizgisini belirlemek için dalgalar��n dalga boyunu bilmemiz gerekir.
2
PP noktasının kaynaklara olan yol farkını (ΔS\Delta S) bulmak.
ΔS=d1d2=34 cm22 cm=12 cm\Delta S = |d_1 - d_2| = |34\text{ cm} - 22\text{ cm}| = 12\text{ cm} bulunur.
Yol farkı, noktanın hangi çizgi üzerinde olduğunu belirleyen temel büyüklüktür.
3
Yol farkını dalga boyu cinsinden ifade ederek çizgiyi belirlemek.
ΔSλ=128=1.5\frac{\Delta S}{\lambda} = \frac{12}{8} = 1.5 (buçuklu kat) olduğundan PP noktası düğüm çizgisi üzerindedir. ΔS=(n0.5)λ\Delta S = (n - 0.5)\lambda formülünden 12=(n0.5)8    1.5=n0.5    n=212 = (n - 0.5) \cdot 8 \implies 1.5 = n - 0.5 \implies n = 2 bulunur.
Yol farkı dalga boyunun buçuklu katı ise nokta düğüm çizgisi üzerindedir ve indis nn formülle hesaplanır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde yol farkı ve çizgi denklemleri
Question 11Question

Su yüksekliği kabın her yerinde eşit olan bir düzenekte, aynı anda çalıştırılan özdeş iki noktasal kaynak ff frekanslı dalgalar yaymaktadır. Bu dalgaların oluşturduğu girişim desenindeki bir PP noktası 1. düğüm çizgisi üzerindedir.

**Kaynakların titreşim frekansı 2f2f değerine çıkarılırsa,**

I. Dalgaların yayılma hızı iki katına çıkar.
II. PP noktası 1. dalga katarı (karın çizgisi) üzerinde yer alır.
III. Oluşan girişim desenindeki toplam çizgi sayıs�� artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

II ve III
Doğru olan seçenek, II ve III. ifadeleri içeren seçenektir. Çünkü su yüksekliği sabit olduğundan dalga hızı değişmez. Frekans iki katına çıktığında dalga boyu yarıya iner, bu da P noktasının yol farkının yeni dalga boyunun tam katı (1 katı) olmasına neden olarak noktayı 1. dalga katarı yapar. Ayrıca dalga boyu küçüldüğü için kaynaklar arasına daha fazla girişim çizgisi sığar ve toplam çizgi sayısı artar.

Step-by-Step Solution

1
Dalga hızının bağlı olduğu değişkenleri analiz etmek.
Dalgaların yayılma hızı yalnızca ortamın derinliğine bağlıdır. Ortam derinliği sabit olduğundan, kaynakların frekansı değişse bile dalga hızı değişmez. Bu nedenle I. yargı yanlıştır.
Dalgaların hızının ortama bağlı olduğu temel ilkesini uygulamak.
2
Frekans değişimi sonrasında P noktasının girişim çizgisini belirlemek.
Başlangıçta P noktası 1. düğüm çizgisi üzerinde olduğundan yol farkı ΔS=(10.5)λ=0.5λ\Delta S = (1 - 0.5)\lambda = 0.5\lambda olur. Frekans 2f2f yapıldığında dalga boyu λ=λ/2\lambda' = \lambda/2 olur. Yol farkı sabit kalacağından ΔS=0.5λ=λ\Delta S = 0.5\lambda = \lambda' yazılır. Yol farkı yeni dalga boyunun tam katı olduğundan (ΔS=1λ\Delta S = 1 \cdot \lambda'), P noktası 1. dalga katarı üzerinde yer alır. Bu nedenle II. yargı doğrudur.
Yol farkı formüllerini kullanarak noktanın yeni girişim desenindeki yerini matematiksel olarak hesaplamak.
3
Frekans değişiminin toplam çizgi sayısına etkisini belirlemek.
Frekans arttığında dalga boyu küçülür. Girişim çizgileri arasındaki mesafe dalga boyu ile doğru orantılıdır (ardışık çizgiler arası uzaklık λ/4\lambda/4 kadardır). Dalga boyu küçüldüğünde çizgiler birbirine yaklaşır ve kaynaklar arasına daha fazla çizgi sığabilir. Dolayısıyla toplam çizgi sayısı artar. Bu nedenle III. yargı doğrudur.
Dalga boyu ile girişim deseni çizgilerinin sıklığı arasındaki ilişkiyi kurmak.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseni özellikleri ve frekans değişiminin etkisi

Alternative Method

Matematiksel formüller yerine şematik çizimler yardımıyla dalga boyunun ardışık dalga tepeleri ve çukurları arasındaki mesafe olarak yarıya indiğini çizerek P noktasının yeni düğüm/katar çizgileri üzerindeki yeri doğrudan tespit edilebilir.
Estimated Time:1m 30s
Question 12Question

Homojen su derinliğine sahip bir leğende, aynı fazda çalışan özdeş iki noktasal kaynağın ürettiği dairesel dalgaların girişim deseninde, kaynakların periyodu azaltıldığında kaynaklar arasında gözlenebilecek toplam dalga katarı sayısı artar.

Show answer & explanation

Answer: True

Answer

Kaynakların periyodunun azaltılması dalga boyunu küçülteceğinden, kaynaklar arasında oluşabilecek dalga katarı sayısı artar. Bu nedenle ifade doğrudur.
Derinliği sabit olan ortamda hız sabit kalır. Periyot azaltıldığında λ=vT\lambda = v \cdot T bağıntısına göre dalga boyu küçülür. Dalga boyunun küçülmesi girişim çizgilerini sıklaştırarak kaynaklar arasına daha fazla sayıda dalga katarının sığmasını sağlar.

Step-by-Step Solution

1
Dalga boyu, hız ve periyot arasındaki ilişkiyi belirlemek.
Sabit derinlikte dalga hızı (vv) değişmez. Dalga boyu formülü λ=vT\lambda = v \cdot T şeklindedir. Periyot (TT) azaltıldığında, dalga boyu (λ\lambda) da azalır.
Fiziksel parametrelerin dalga boyu üzerindeki etkisini analiz etmek için.
2
Girişim çizgileri arasındaki mesafe ile dalga boyu ilişkisini kurmak.
Ardışık dalga katarları arasındaki mesafe λ2\frac{\lambda}{2} kadardır. Dalga boyu (λ\lambda) küçüldükçe çizgiler arasındaki mesafe de azalır ve çizgiler sıklaşır.
Çizgilerin dağılımının dalga boyuna bağlılığını göstermek için.
3
Çizgi sayısındaki değişimi yorumlamak.
Kaynaklar arasındaki mesafe (dd) sabit olduğundan, çizgilerin sıklaşması bu aralığa daha fazla dalga katarının sığmasını sağlar. Dolayısıyla toplam dalga katarı sayısı artar.
Soru önermesinin doğruluk değerine ulaşmak ve sonucu doğrulamak için.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseni parametrelerinin (periyot, dalga boyu) çizgi sayısına etkisi.
Estimated Time:1m 30s
Question 13Question

Bir dalga leğeninde aynı anda titreşen özdeş iki noktasal kaynak λ\lambda dalga boylu dairesel su dalgaları üretmektedir. Oluşan girişim deseni üzerindeki bir PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla 33 cm33\text{ cm} ve 19 cm19\text{ cm}'dir.

PP noktası 4. düğüm çizgisi üzerinde bulunduğuna göre, dalgaların dalga boyu λ\lambda kaç cm\text{cm}'dir?

Show answer & explanation

Answer: 4

Answer

Dalgaların dalga boyu 4 cm'dir.
Girişim desenindeki bir noktanın kaynaklara olan uzaklıkları farkı yol farkını verir. Buradan yol farkı ΔS=3319=14 cm\Delta S = 33 - 19 = 14\text{ cm} olarak hesaplanır. Aynı fazda titreşen kaynakların ürettiği dalgaların oluşturduğu girişim deseninde, nn. düğüm çizgisi üzerindeki noktalar için yol farkı ΔS=(n1/2)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda formülüyle belirlenir. PP noktası 4. düğüm çizgisi üzerinde olduğundan n=4n = 4 alınır. Değerler yerine yazıldığında 14=(40,5)λ14=3,5λλ=4 cm14 = (4 - 0,5)\lambda \Rightarrow 14 = 3,5\lambda \Rightarrow \lambda = 4\text{ cm} bulunur. Bu nedenle 4 cm cevabı doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
P noktasının kaynaklara olan uzaklıklarının farkını (yol farkını) hesaplay��n.
ΔS=d1d2=3319=14 cm\Delta S = |d_1 - d_2| = |33 - 19| = 14\text{ cm}
Girişim desenindeki bir noktanın özelliğini belirlemek için öncelikle o noktanın kaynaklara olan yol farkı bulunmalıdır.
2
4. düğüm çizgisi için yol farkı ile dalga boyu arasındaki ilişkiyi kurun.
ΔS=(n1/2)λ14=(40,5)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda \Rightarrow 14 = (4 - 0,5)\lambda
Aynı fazda çalışan özdeş kaynakların oluşturduğu girişim deseninde, n. düğüm çizgisi üzerindeki bir noktanın kaynaklara yol farkı (n1/2)λ(n - 1/2)\lambda ifadesine eşittir.
3
Elde edilen denklemden dalga boyunu (λ\lambda) çekin.
14=3,5λλ=4 cm14 = 3,5\lambda \Rightarrow \lambda = 4\text{ cm}
Yol farkı değeri olan 14 cm, dalga boyunun 3,5 katı olduğundan dalgaların dalga boyu 4 cm olarak bulunur.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde düğüm çizgileri üzerindeki noktaların yol farkı hesabı
Su Dalgalarında Girişim Practice Questions — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin