Soru

Zorluk: ZorIşığın Çift Yarıkta Girişimi (Young Deneyi)

Şekildeki çift yarıkta girişim (Young) deneyi düzeneğinde, noktasal bir ışık kaynağından çıkan tek renkli dalgaların ekran üzerinde oluşturduğu desende ardışık iki aydınlık saçak arasındaki mesafe Δx\Delta x, merkezi aydınlık saçak ise A0A_0 konumundadır. Bu deney düzeneğinde, saçak genişliği Δx\Delta x'i küçültmek ve aynı zamanda A0A_0 saçacağının düşey doğrultuda yukarı doğru (ok yönünde) yer değiştirmesini sağlamak istenmektedir.

Buna göre, bu hedeflere ulaşmak amacıyla;

I. Kaynağı yarık düzlemine paralel olacak biçimde düşeyde aşağı yönde hareket ettirmek ve fant ile perde arasına kırıcılık indisi havadan daha büyük olan saydam bir akışkan koymak,
II. Üst kısımda bulunan S1S_1 yarığının önüne ışık geçişini geciktirecek ince bir cam plaka yerleştirmek ve yarıkların merkezleri arasındaki dd mesafesini artırmak,
III. Perdeyi yarık düzlemine doğru yaklaştırmak ve alt kısımda bulunan S2S_2 yarığının önüne ince bir cam plaka yerleştirmek

işlemlerinden hangileri tek başına uygulanabilir?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    II ve III

Cevap

I ve II nolu öncüllerdeki işlemler hedefleri tek başına sağlar.
Hem birinci öncüldeki (kaynağın aşağı kaydırılması ve ortam indisinin artırılması) hem de ikinci öncüldeki (üst yarığa cam levha konulması ve yarıklar arası mesafenin artırılması) işlemler, saçak genişliğini azaltırken merkezi aydınlık saçağın yukarı doğru kaymasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Saçak genişliği bağıntısını yazıp parametreleri incelemek
Saçak genişliği Δx=λLdn\Delta x = \frac{\lambda L}{d \cdot n} formülüyle bulunur. Δx\Delta x'in küçülmesi için fant-perde uzaklığı (LL) azaltılmalı, yarıklar arası uzaklık (dd) artırılmalı veya ortamın kırıcılık indisi (nn) artırılmalıdır.
Saçak genişliğini küçülten fiziksel şartları belirlemek amacıyla bu adım uygulanır.
2
Birinci öncüldeki işlemlerin etkisini analiz etmek
Kaynağın aşağı kaydırılması durumunda, ��şık alt yarığa daha önce ulaşır ve üst yarık (S1S_1) geciken kaynak haline gelir. Girişim deseni geciken kaynak tarafına, yani yukarı yönde kayar. Fant-perde arasına sıvı doldurulması kırıcılık indisini (nn) artırarak Δx\Delta x'i küçültür. Her iki hedef de sağlanır.
Birinci öncülün hedeflerle uyumunu test etmek için bu analiz yapılır.
3
İkinci öncüldeki işlemlerin etkisini analiz etmek
Üstteki S1S_1 yarığının önüne cam plaka konulması, bu yarıktaki ışık fazını geciktirerek A0A_0'ın yukarı kaymasını sağlar. Yarıklar arası mesafe (dd) artırıldığında ise Δx=λLdn\Delta x = \frac{\lambda L}{d \cdot n} formülü gereğince saçak genişliği küçülür. Her iki hedef de sağlanır.
İkinci öncülün doğruluğunu test etmek amacıyla bu analiz gerçekleştirilir.
4
Üçüncü öncüldeki işlemlerin etkisini analiz etmek
Perdenin fanta yaklaştırılması (LL'nin azaltılması) Δx\Delta x'i küçültür ancak alt yarık S2S_2'nin önüne cam plaka konulması alt yarıktan çıkan ışığı geciktirerek A0A_0'ın aşağı yönde kaymasına yol açar. Bu durum yukarı kayma hedefiyle çelişir.
Üçüncü öncülün hedefleri sağlayamadığını göstermek için bu analiz yapılır.

Anahtar Kavram

Işığın çift yarıkta girişiminde saçak genişliği parametreleri ile faz farkı oluşturan durumların saçak kaymasına etkisi
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla