Tüm alıştırma soruları

Aşağıda sol sütunda verilen kuantum sayıları veya orbital özelliklerini, sağ sütunda verilen doğru sayısal değerlerle eşleştiriniz.

Lazer ışınları, uyarılmış emisyon yoluyla ışığın kuvvetlendirilmesi esasına dayanır. Modern teknolojinin pek çok alanında kullanılan lazer ışınlarının elde edilme s��reci ve bu ışınların fiziksel özellikleri ile ilgili bazı ifadeler aşağıda verilmiştir:

I. Uyarılmış emisyon sürecinde, yarı kararlı enerji seviyesindeki uyarılmış bir atomun daha alt bir enerji seviyesine geçiş yapmasını tetikleyen foton soğurulmaz; süreç sonunda elde edilen yeni foton ise tetikleyici foton ile aynı frekansta, aynı fazda ve aynı doğrultuda yayınlanır.
II. Lazer oluşumunun sürekliliğini sağlamak amacıyla uyarılmış durumdaki atom sayısının ($N_2$) temel durumdaki atom sayısından ($N_1$) fazla olması durumu olan 'tersine birikim' (popülasyon inversiyonu, $N_2 > N_1$) gerçekleştirilmelidir.
III. Lazer ışığı, fotonlarının tamamının eş evreli (koherent) olmasından dolayı oldukça yoğun bir enerjiye sahiptir; bu eş evrelilik ve yüksek yoğunluk sayesinde lazer ışığının boşluktaki yayılma hızı, sıradan bir ışık kaynağının boşluktaki yayılma hızından daha büyüktür.

Buna göre, yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur?

Kütlesi önemsiz, $L$ uzunluğundaki homojen görünümlü düz bir çubuğun uçlarına sırasıyla $m$ ve $4m$ kütleli noktasal iki cisim yapıştırılmıştır. Bu sistem, kütle merkezinden geçen ve çubuğa dik olan bir eksen etrafında döndürüldüğünde, sistemin toplam eylemsizlik momenti kaç $m L^2$ olur?

Kuantum sayıları, bir atomdaki elektronların bulunma olasılığının en yüksek olduğu bölgeleri (orbitalleri) ve bu orbitallerdeki elektronların özelliklerini tanımlar. Buna göre, sol sütunda verilen kuantum sayıları veya kuantum sayıları kümeleri ile sağ sütunda verilen uygun özellikleri doğru şekilde eşleştiriniz.

Durgun hâldeki bir serbest elektronla çarpışan yüksek enerjili bir $X$-ışını fotonunun, şekilde gösterildiği gibi tam geri saçılmaya ($180^\circ$) uğradığı bir Compton saçılması olayı gerçekleşmektedir.

Çarpışma öncesinde gelen fotonun dalga boyu $\lambda_1$, çarpışma sonrasında saçılan fotonun dalga boyu $\lambda_2$ ve saçılan elektronun de Broglie dalga boyu ise $\lambda_e$ olarak ölçülüyor.

Buna göre; $\lambda_1$, $\lambda_2$ ve $\lambda_e$ dalga boylarının büyüklüklerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Laboratuvarda gerçekleştirilen bir mekanik deneyinde, tavana sabitlenmiş esnemeyen bir ipin ucuna asılı noktasal cisimle basit sarkaç oluşturulmuştur. Sarkacın ip boyu $1,8\text{ metre}$ iken küçük genlikli salınımlarının periyodu $T_1$ saniye olarak ölçülüyor. Sarkacın boyu kısaltılarak $0,2\text{ metre}$ yapıldığında ise küçük genlikli salınımlarının periyodu $T_2$ saniye olmaktadır.

Ortamdaki yer çekimi ivmesi sabit olduğuna göre, periyotların oranı olan $\frac{T_1}{T_2}$ değeri kaçtır?

Güneş etrafında eliptik bir yörüngede dolanmakta olan bir gezegen, Güneş'e en yakın konumundan en uzak konumuna doğru hareket ederken çizgisel hızı azaldığı için gezegenin Güneş merkezine göre açısal momentumunun büyüklüğü de azalır.

Teknolojide ve tıpta kullanılan bazı elektromanyetik dalgalar aşağıda verilmiştir:

* Röntgen cihazlarında kemik dokusunun görüntülenmesini sağlayan dalgalar
* Termal kameralarla vücut sıcaklığının tespit edilmesinde kullanılan dalgalar
* Cerrahi aletlerin mikroplardan arındırılması (sterilizasyon) işleminde yararlanılan dalgalar

Buna göre, bu dalgaları boşluktaki frekanslarının büyüklüğüne göre en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

Modern atom teorisinde elektronların orbitallere yerleşimi Aufbau prensibi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralı olmak üzere üç temel kurala göre gerçekleşir.

Buna göre, aşağıda orbital şemaları verilen elektron dizilimlerinden hangisinde Pauli ilkesine aykırı bir yerleşim yapılmıştır?

Çok elektronlu bir atomdaki elektronların konumlarını ve davranışlarını belirleyen kuantum sayıları ile ilgili,

I. Baş kuantum sayısı ($n$) $3$ olan bir enerji düzeyinde yer alan bir elektronun açısal momentum kuantum sayısı ($l$) $3$ olabilir.
II. Açısal momentum kuantum sayısı ($l$) $2$ olan bir alt kabukta, manyetik kuantum sayısı ($m_l$) değeri $+3$ olan bir orbital bulunamaz.
III. Baş kuantum sayısı ($n$) $4$, açısal momentum kuantum sayısı ($l$) $1$ olan bir alt kabukta spin kuantum sayısı ($m_s$) $+\frac{1}{2}$ olan en fazla $3$ elektron bulunabilir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Serbest bir elektronla çarpışan yüksek enerjili bir fotonun saçılma süreci incelenmektedir. Çarpışma sonrasında, saçılan fotonun momentum vektörü ($\vec{p}_2$) ile saçılan elektronun momentum vektörünün ($\vec{p}_e$) birbirine dik olduğu ($\vec{p}_2 \perp \vec{p}_e$) gözlenmiştir. Gelen fotonun momentum büyüklüğü $p_1$, saçılan fotonun momentum büyüklüğü $p_2$, ışığın boşluktaki yayılma hızı ise $c$’dir.

Buna göre saçılma açısı $\theta$ ($\vec{p}_1$ ile $\vec{p}_2$ doğrultuları arasındaki açı) ve saçılan tanecikler ile ilgili;

I. Saçılan fotonun boşluktaki hızı, gelen fotonun hızından küçüktür.
II. Momentum büyüklükleri arasında $p_1^2 = p_2^2 + p_e^2$ ilişkisi vardır.
III. Saçılma açısının kosinüsü $\cos\theta = \frac{p_2}{p_1}$ eşitliği ile ifade edilir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Lazer ışınları, modern teknolojide tıp, sanayi ve iletişim gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna göre, lazer ışığının özellikleri ve elde ediliş süreci ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Bir Compton saçılması olayında, çizgisel momentumu $\vec{P}$ (büyüklüğü $P$) olan bir X-ışını fotonu, durgun kabul edilen serbest bir elektronla etkileşmektedir. Etkileşimden sonra saçılan fotonun çizgisel momentumu $\vec{P}_f$ (büyüklüğü $P_f$), sa��ılan elektronun çizgisel momentumu ise $\vec{P}_e$ (büyüklüğü $P_e$) olmaktadır.

Buna göre, bu etkileşim süreciyle ilgili,

I. $P = P_f + P_e$
II. $\vec{P} = \vec{P}_f + \vec{P}_e$
III. Saçılan fotonun yayılma sürati, gelen fotonun yayılma süratinden daha küçüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Çok elektronlu bir atom ile tek elektronlu bir iyon olan $_3\text{Li}^{2+}$ taneciğinde bulunan bazı orbitallerle ilgili aşağıdaki ifadeler verilmiştir:

I. $_3\text{Li}^{2+}$ taneciğindeki $3s$, $3p$ ve $3d$ orbitallerinin enerjileri birbirine eşittir.
II. Çok elektronlu bir atomda $4s$ orbitalinin enerjisi, $3d$ orbitalinin enerjisinden daha düşüktür.
III. Baş kuantum sayısı $n = 3$, açısal momentum kuantum sayısı $l = 2$ olan bir orbitalde bulunan bir elektronun manyetik kuantum sayısı ($m_l$) $+3$ değerini alabilir.

Buna göre, bu ifadelerden hangileri doğrudur?

Tıbbi görüntüleme cihazlarının çalışma prensipleri ve kullandıkları dalga türlerine dair çalışma yapan bir grup öğrenci, aşağıdaki tabloyu haz��rlamıştır:

Öğrenciler, tablodaki bilgileri ve fiziksel ilkeleri değerlendirerek bazı çıkarımlarda bulunmuştur.

Buna göre, öğrencilerin yaptığı aşağ��daki çıkarımlardan hangisi fiziksel ilkeler açısından doğrudur?

Bir dalga leğeninde oluşturulan doğrusal su dalgalarının genişliği $w$ olan engeller arasındaki yarıktan geçerken kırınıma uğramadığı gözleniyor.

Buna göre, dalgaların yarıktan geçerken kırınıma uğraması için;

I. Dalga leğenine bir miktar su eklemek,
II. Yarık genişliği $w$'yi küçültmek,
III. Kaynağın frekansını artırmak

işlemlerinden hangileri tek başına yapılabilir?

Modern atom teorisinde elektronların durumunu açıklayan kuantum sayıları ile bu kuantum sayılarının temsil ettiği fiziksel özellikleri ve sınır durumlarını doğru şekilde ilişkilendirmek için verilen ifadeleri eşle��tiriniz.