Examkin

Soru

Zorluk: OrtaIşığın Çift Yarıkta Girişimi (Young Deneyi)

Karanlık bir laboratuvarda gerçekleştirilen çift yarıkta girişim (Young) deneyinde, yarıklar düzlemi ile ekran arasındaki bölge başlangıçta hava ile doludur. Deneyde tek renkli yeşil ışık kullanılmaktadır.

Bu deney düzeneğinde;

I. Yarıklar düzlemi ile ekran arasındaki ortamın tamamını suyla doldurmak,

II. Yarıkların genişliğini değiştirmeden merkezî aydınlık saçak genişliğini iki katına çıkarmak için ekranı yarıklar düzleminden iki kat daha uzağa yerleştirmek,

III. Yeşil ışık yerine kırmızı ışık kullanmak

işlemlerinden hangileri tek başına yapıldığında ekranda oluşan ardışık iki aydınlık saçak arasındaki mesafenin (saçak genişliğinin) artmasına neden olur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız III
  3. C
    I ve II
  4. D
    I ve III
  5. II ve IIICevap

Cevap

Ekranın yarıklar düzleminden iki kat daha uzağa yerleştirilmesi ve yeşil ışık yerine kırmızı ışık kullanılmas�� ekrandaki ardışık iki aydınlık saçak arasındaki mesafeyi artırır.
Doğru seçenek olan 'II ve III' ifadesi, çift yarıkta girişim formülündeki doğru orantıları yansıtır. Saçak genişliği formülü Δx=λLd⋅n\Delta x = \frac{\lambda L}{d \cdot n} uyarınca, ekran uzaklığı (LL) arttığında saçak genişliği artar. Çift yarıkta merkezî aydınlık saçak genişliği normal saçak genişliğine (Δx\Delta x) eşit olduğundan, merkezî saçak genişliğini iki katına çıkarmak için ekranı iki kat uzağa çekmek genel saçak genişliğini de iki katına çıkarır. Ayrıca yeşil ışık yerine kırmızı ışık kullanıldığında dalga boyu (λ\lambda) artacağından saçak genişliği de artar.

Adım Adım Çözüm

1
Işığın çift yarıkta girişimi (Young deneyi) için saçak genişliği formülünü ifade etmek.
Ardışık iki aydınlık veya iki karanlık saçak arasındaki mesafe (saçak genişliği) Δx=λLd⋅n\Delta x = \frac{\lambda L}{d \cdot n} formül�� ile hesaplanır. Burada λ\lambda ışığın boşluktaki dalga boyu, LL yarıklar düzlemi ile ekran arasındaki uzaklık, dd yarıklar arasındaki mesafe ve nn yarıklar ile ekran arasındaki ortamın kırılma indisidir.
Deney parametrelerindeki değişimlerin saçak genişliği üzerindeki etkilerini analiz edebilmek için temel matematiksel modeli kurmak gerekir.
2
I. ve III. öncüllerdeki işlemlerin saçak genişliği üzerindeki etkilerini incelemek.
I. işlemde ortam suyla doldurulduğunda kırılma indisi (nn) artar. Formüle göre nn arttığında saçak genişliği Δx\Delta x azalır. III. işlemde yeşil ışık yerine kırmızı ışık kullanıldığında, kırmızı ışı��ın dalga boyu yeşil ışığınkinden büyük olduğu için (λkırmızı>λyes\cil\lambda_{kırmızı} > \lambda_{yeşil}), dalga boyunun artmasıyla saçak genişliği Δx\Delta x artar.
Ortamın kırılma indisinin ve ışığın dalga boyunun saçak genişliği ile olan ters ve doğru orantılı ilişkilerini belirlemek.
3
II. öncüldeki işlemin merkezî aydınlık saçak genişliği ve genel saçak genişliği üzerindeki etkisini incelemek.
Çift yarıkta girişim deneyinde merkezî aydınlık saçak genişliği, diğer tüm saçakların genişliğine eşittir ve Δx\Delta x kadardır. Merkezî aydınlık saçak genişliğini iki katına çıkarmak için saçak genişliğini de iki katına çıkarmak gerekir. Formüle göre, ekran yarıklar düzleminden iki kat daha uzağa yerleştirildiğinde (LL iki katına çıktığında), saçak genişliği de iki katına çıkar ve dolayısıyla artmış olur.
Çift yarıkta girişim desenindeki merkezî aydınlık saçak genişliği özelliğini tek yarıkta kırınım deseninden ayırt ederek ekran uzaklığının etkisini değerlendirmek.

Anahtar Kavram

Çift yarıkta girişim deseninde saçak genişliği ve merkezî aydınlık saçak genişliğinin bağlı olduğu değişkenler

Alternatif Yöntem

Formül yerine doğrudan fiziksel yorumlama yapılabilir: Ortamın kırılma indisinin artması ışığın dalga boyunu küçültür, dolayısıyla saçaklar birbirine yaklaşır (saçak genişliği küçülür). Ekranın uzaklaştırılması yarıklardan çıkan ışık ışınlarının ekrana ulaşana kadar daha fazla açılmasına neden olur, bu da saçakların ekranda daha geniş yayılmasına yol açar (saçak genişliğini artırır). Kırmızı ışığın dalga boyu yeşilden büyük olduğu için ekranda daha geniş saçaklar oluşturur.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Işığın Çift Yarıkta Girişimi (Young Deneyi)

Bu konudan daha fazla soru