Tüm alıştırma soruları

Bohr atom modeline göre, hidrojen atomunun çekirdeği çevresinde taban durumunda ($n = 1$) dolanan bir elektron $n = 2$ seviyesine uyarıldığında, elektronun dolandığı yörüngenin yarıçapı ilk durumuna göre kaç katına çıkar?

Bohr atom modeline göre hidrojen atomunun birinci uyarılma seviyesinde ($n = 2$) dolanan bir elektronun çizgisel sürati $v$, de Broglie dalga boyu ise $\lambda_e$ kadardır.

Bu elektron temel hale ($n = 1$) geçiş yaptığında atomdan salınan fotonun dalga boyu $\lambda_f$ olduğuna göre, $\frac{\lambda_f}{\lambda_e}$ oranı aşağıdakilerden hangisine eşittir?

(Işık hızı $c$'dir.)

Aşağıdaki tabloda baş grup elementi olan ve aynı periyotta yer alan $X$, $Y$ ve $Z$ elementlerinin ilk beş iyonlaşma enerjisi ($E_{\text{i}}$) değeri $\text{kJ/mol}$ cinsinden verilmiştir:

Ayrıca temel haldeki nötr $W$ geçiş metal atomunun en yüksek baş kuantum sayısı $4$ olup, elektron dizilimi $d$ orbitali ile sonlanmaktadır.

Buna göre $X$, $Y$, $Z$ ve $W$ elementleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Durgun bir elektron üzerine gönderilen yüksek enerjili bir X-ışını fotonunun Compton saçılması gerçekleştirdiği bir olayda; saçılan fotonun boşluktaki yayılma sürati gelen fotonunkine eşit kalırken, saçılan foton ile saçılan elektronun momentum büyüklüklerinin skaler toplamı gelen fotonun momentum büyüklüğüne eşittir.

Elektromanyetik spektrumda yer alan farklı dalga türleri ile bu dalgaların günlük hayattaki ve teknolojideki kullanım alanları veya oluşum mekanizmaları verilmiştir. Buna göre, sol sütundaki elektromanyetik dalga türlerini sağ sütundaki en uygun açıklama ve kullanım alanlarıyla eşleştiriniz.

Sürtünmelerin ihmal edildiği yatay bir buz pistinde, düşey bir eksen etrafında kolları açık olarak dönen bir buz patencisi, kollarını vücuduna doğru çekmektedir. Bu hareket esnasında patencinin eylemsizlik momenti azalmaktadır.

Buna göre, patencinin kollarını çekmesi sürecinde açısal momentumunun büyüklüğü ($L$) ve açısal hızının büyüklüğü ($\omega$) ilk durumuna göre nasıl değişir?

Compton saçılması olayında, durgun haldeki bir serbest elektronla çarpışarak saçılan bir fotonun boşluktaki yayılma hızı, çarpışmadan önceki yayılma hızından daha düşüktür. Bu ifade doğru mudur?

Küçük açılı salınımlar yapan (basit harmonik hareket gerçekleştiren) şekildeki basit sarkaçların salınım periyotlarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Dönme hareketi yapan cisimlerin eylemsizlik momentleri, kütlelerine ve kütlelerinin dönme eksenine olan uzaklık dağılımına bağlıdır. Aşağıda sol sütunda eylemsizlik momentini etkileyen bazı fiziksel değişiklikler, sağ sütunda ise bu değişikliklerin sistemin eylemsizlik momenti üzerindeki etkileri verilmiştir.

Buna göre, sol sütundaki olaylar ile sağ sütundaki etkileri doğru şekilde eşleştiriniz.

(Çubuğun kütle merkezinden geçen dik eksene göre eylemsizlik momenti $I_{\text{km}} = \frac{1}{12}ML^2$, ucundan geçen dik eksene göre eylemsizlik momenti $I_{\text{uç}} = \frac{1}{3}ML^2$; homojen diskin merkezinden geçen dik eksene göre eylemsizlik momenti $I_{\text{disk}} = \frac{1}{2}MR^2$ şeklindedir.)

Küçük açılı salınımlar yapan basit sarkaçların salınım periyotlarının büyüklükleri arasındaki ilişkiyi bulmak amacıyla, aşağıda özellikleri verilen sarkaçları periyotları en büyük olandan en küçük olana doğru sıralayınız.

Bohr atom modeli, klasik fizik ile kuantum teorisini birleştirerek hidrojen spektrumunu başarıyla açıklamış olsa da modern atom teorisine geçiş sürecinde bazı sınırlılıkları nedeniyle yetersiz kalmıştır.

Buna göre;

I. Çok elektronlu atom ve iyonların spektrum çizgilerini açıklayamaması,
II. Elektronun dalga-tanecik karakterini ve Heisenberg belirsizlik ilkesine göre konumundaki belirsizliği göz ardı etmesi,
III. Elektronun çekirdek etrafında yalnızca belirli dairesel yörüngelerde hareket ettiğini varsayarak modern atom teorisindeki orbital kavramını öngörememesi

ifadelerinden hangileri Bohr atom modelinin sınırlılıkları arasında yer alır?

Bir Compton saçılması olayında, durgun haldeki serbest bir elektron ile etkileşerek saçılan fotonun momentum büyüklüğü ile saçılan elektronun momentum büyüklüğünün skaler toplamı, gelen fotonun momentum büyüklüğüne eşittir.

Aşağıda kuantum sayıları ile ilgili verilen özellikleri, karşılarında yer alan doğru sayısal değerlerle eşleştiriniz.

Küçük genlikli salınımlar yapan (basit harmonik hareket koşullarını sağlayan) $K$, $L$ ve $M$ basit sarkaçlarının özellikleri aşağıda belirtilmiştir:

* **$K$ sarkaçı**: Durgun bir laboratuvarda ($g$ yer çekimi ivmeli ortamda), $L$ uzunluğundaki ipin ucuna bağlı $2m$ kütleli cisimle düşeyle $8^\circ$ açı yapacak şekilde salınım yapmaktadır.
* **$L$ sarkaçı**: Dünya yüzeyinden yer yarıçapı ($R$) kadar yüksekte durgun bir laboratuvarda, $4L$ uzunluğundaki ipin ucuna bağlı $m$ kütleli cisimle düşeyle $6^\circ$ açı yapacak şekilde salınım yapmaktadır.
* **$M$ sarkaçı**: Yatay düzlemde $a = \frac{3}{4}g$ ivmesiyle hızlanan bir vagonun içinde, $L$ uzunluğundaki ipin ucuna bağlı $m$ kütleli cisimle vagon içindeki gözlemciye göre düşeyle $5^\circ$ açı yapacak şekilde salınım yapmaktadır.

Buna göre; $K$, $L$ ve $M$ sarkaçlarının periyotları sırasıyla $T_K$, $T_L$ ve $T_M$ olduğuna göre, bu periyotları en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

Çizgisel momentumunun büyüklü��ü $p$ olan bir elektronun de Broglie dalga boyu $\lambda$ olarak ölçülmektedir.

Buna göre, çizgisel momentumunun büyüklüğü $3p$ olan bir protonun de Broglie dalga boyu kaç $\lambda$ olur?

Eylemsizlik momenti, dönme hareketi yapan cisimlerin dönme ivmesine karşı gösterdiği direncin bir ölçüsüdür. Aşağıda verilen fiziksel durumlar ile bu durumların cisimlerin eylemsizlik momenti ($I$) üzerindeki etkilerini doğru şekilde eşleştiriniz.

Sürtünmelerin ve hava direncinin önemsiz olduğu ortamlarda, özdeş ve noktasal cisimlerle oluşturulmuş üç farklı basit sarkaç düzeneği küçük açılı ($\theta < 10^\circ$) salınımlar yapmaktadır:

I. Sarkaç: Boyu $L$ olan ipin ucundaki cisim, yerçekimi ivmesinin $g$ olduğu ortamda, yukarı doğru $a = \frac{g}{3}$ ivmesiyle hızlanan bir asansörün tavanına asılmıştır.
II. Sarkaç: Boyu $L$ olan ipin ucundaki yüklü cisim, yerçekimi ivmesinin $g$ olduğu ve düşey aşağı doğru düzgün $E$ elektrik alanının bulunduğu ortamda salınım yapmaktadır. Cisme etki eden elektriksel kuvvet yerçekimi kuvvetinin yarısı büyüklüğünde ve aşağı yönlüdür.
III. Sarkaç: Boyu $L$ olan ipin ucundaki cisim, yerçekimi ivmesinin $g$ olduğu ortamda serbest salınım yapmaktadır. Sarkacın asılma noktasından düşey aşağı doğru $\frac{3L}{4}$ kadar uzaklıkta bir çivi bulunmakta olup sarka�� denge konumundan geçerken ip çiviye takılmaktadır.

Buna göre; sarkaçların salınım periyotları olan $T_I$, $T_{II}$ ve $T_{III}$ değerlerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Laboratuvarda gerçekleştirilen bir Compton saçılması deneyinde, durgun bir serbest elektron ile etkileşen X-ışını fotonunun saçılma süreci incelenmektedir. Gelen fotonun çizgisel momentumu $\vec{p}_g$, saçılan fotonun çizgisel momentumu $\vec{p}_s$ ve saçılan elektronun çizgisel momentumu $\vec{p}_e$ olarak modellenmiştir.

Buna göre, bu etkileşim sürecinde gerçekleşen korunum yasaları ve fiziksel nicelikler ile ilgili;

I. $\vec{p}_g = \vec{p}_s + \vec{p}_e$
II. $p_g = p_s + p_e$
III. Gelen fotonun sürati, saçılan fotonun süratinden büyüktür.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Temel hâldeki bir atomda yer alan bir elektronun kuantum sayıları ile ilgili;

I. Baş kuantum sayısı ($n$) $3$ olan bir elektronun açısal momentum kuantum sayısı ($l$) en fazla $3$ olabilir.
II. Açısal momentum kuantum sayısı ($l$) $2$ olan bir orbitaldeki bir elektron için manyetik kuantum sayısı ($m_l$) $-3$ değerini alamaz.
III. Aynı orbitalde yer alan iki elektrondan birinin spin kuantum sayısı ($m_s$) $+\frac{1}{2}$ ise diğerinin spin kuantum sayısı ($m_s$) $-\frac{1}{2}$ olmak zorundadır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?