Examkin

Soru

Zorluk: ZorIşığın Tek Yarıkta Kırınımı

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?

  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
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.

Adım Adım Çözüm

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′=wcos⁡θw' = w \cos\theta olur. Açı sıfırdan büyük olduğu için cos⁡θ<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.

Anahtar Kavram

Işığın tek yarıkta kırınımında saçak genişliği ve merkezi aydınlık saçak genişliği özellikleri ile yarık boyutlarının geometrik değişimlerinin bu değerlere etkisi
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Işığın Tek Yarıkta Kırınımı

Bu konudan daha fazla soru