Tüm alıştırma soruları

8734 soru

Soru 3361Soru

Atomun yapısını ve özelliklerini açıklamaya yönelik tarihsel süreçte geliştirilen bazı atom modelleri ile bu modellerin ortaya çıkışında rol oynayan temel deneysel gözlemler veya varsayımlar verilmiştir. Buna göre, soldaki atom modellerini sağdaki en uygun açıklama veya deneyler ile eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

Dalton Atom Modeli
Thomson Atom Modeli
Rutherford Atom Modeli

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Dalton Atom Modeli, maddenin bölünemez ve içi dolu kürelerden oluştuğunu savunan açıklama ile eşleşir. Thomson Atom Modeli, katot ışınları deneyi ve elektronun keşfine dayanan açıklama ile eşleşir. Rutherford Atom Modeli ise ince altın levhaya gönderilen alfa taneciklerinin saçılması deneyiyle pozitif yükün küçük bir hacimde toplandığını gösteren açıklama ile eşleşir.
Dalton modeli atomun içi dolu, bölünemez küre yapısına odaklanırken; Thomson modeli katot ışınları deneyiyle elektronun keşfine ve atomun nötr yapısına odaklanır; Rutherford modeli ise alfa saçılması deneyi sayesinde atomun çekirdekli ve büyük oranda boşluklu yapısına odaklanır.

Adım Adım Çözüm

1
Dalton modelinin temel özelliklerini belirleme
Dalton modelinin atomu bölünemez, içi dolu küreler şeklinde tanımladığı belirlenir. Bu, birinci açıklama ile eşleşir.
Dalton modelinin kimyadaki kütle korunumu gibi temel yasalara dayanan ilk bilimsel atom modeli olduğunu saptamak için.
2
Thomson modelinin temel özelliklerini belirleme
Thomson modelinin katot ışınları tüpü kullanarak elektronun keşfine dayandığı ve atomu pozitif yüklü küre içinde negatif yüklerin dağılımı olarak tanımladığı belirlenir. Bu, ikinci açıklama ile eşleşir.
Atomaltı parçacıkların ilk kez dahil edildiği Thomson atom modelinin deneysel temelini saptamak için.
3
Rutherford modelinin temel özelliklerini belirleme
Rutherford modelinin ince altın levhaya alfa tanecikleri gönderilerek çekirdekli yapının ve boşluklu yapının keşfine dayandığı belirlenir. Bu, üçüncü açıklama ile eşleşir.
Pozitif yükün çekirdekte toplandığını açıklayan Rutherford modelinin deneysel kanıtını saptamak için.

Anahtar Kavram

Tarihsel atom modellerinin (Dalton, Thomson, Rutherford) deneysel temelleri ve varsayımları
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3362Soru

Kütleleri sırasıyla 2m2m ve 3m3m olan KK ve LL taneciklerinin kinetik enerjileri sırasıyla 8E8E ve 3E3E olarak ölçülmüştür.

Buna göre, bu taneciklere eşlik eden de Broglie dalga boylarının oranı λKλL\frac{\lambda_K}{\lambda_L} kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 34\frac{3}{4}

Cevap

K ve L taneciklerinin de Broglie dalga boylarının oranı 3/4'tür.
De Broglie dalga boyunun kinetik enerjiyle olan ilişkisi λ=h2mE\lambda = \frac{h}{\sqrt{2mE}} bağıntısı ile verilir. KK taneciğinin kütlesi 2m2m ve enerjisi 8E8E olduğundan payda kısmındaki kareköklü ifade 32mE\sqrt{32mE} ile orantılıdır. LL taneciği için kütle 3m3m ve enerji 3E3E olduğundan payda kısmı 18mE\sqrt{18mE} ile orantılıdır. Bu iki dalga boyu oranlandığında ters oran kuralından 1832=3242=3/4\frac{\sqrt{18}}{\sqrt{32}} = \frac{3\sqrt{2}}{4\sqrt{2}} = 3/4 oranı elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
De Broglie dalga boyunun kinetik enerji (EE) ve kütle (mm) cinsinden ifadesini yazmak.
De Broglie dalga boyu λ=hp\lambda = \frac{h}{p} ve kinetik enerji E=p22mE = \frac{p^2}{2m} ilişkisinden çizgisel momentum p=2mEp = \sqrt{2mE} bulunur. Buradan de Broglie dalga boyu λ=h2mE\lambda = \frac{h}{\sqrt{2mE}} olarak elde edilir.
Dalga boyunu doğrudan verilen kütle ve kinetik enerji değişkenleri cinsinden ifade edebilmek için.
2
KK taneciğine eşlik eden de Broglie dalga boyunu tanımlamak.
mK=2mm_K = 2m ve EK=8EE_K = 8E değerleri formülde yerine yazılırsa: λK=h2(2m)8E=h32mE=h42mE\lambda_K = \frac{h}{\sqrt{2 \cdot (2m) \cdot 8E}} = \frac{h}{\sqrt{32mE}} = \frac{h}{4\sqrt{2mE}} olur.
KK taneciğinin dalga boyunun sayısal büyüklüğünü belirlemek için.
3
LL taneciğine eşlik eden de Broglie dalga boyunu tanımlamak.
mL=3mm_L = 3m ve EL=3EE_L = 3E değerleri formülde yerine yazılırsa: λL=h2(3m)3E=h18mE=h32mE\lambda_L = \frac{h}{\sqrt{2 \cdot (3m) \cdot 3E}} = \frac{h}{\sqrt{18mE}} = \frac{h}{3\sqrt{2mE}} olur.
LL taneciğinin dalga boyunun sayısal büyüklüğünü belirlemek için.
4
İki dalga boyunun oranını hesaplamak.
λKλL=h42mEh32mE=34\frac{\lambda_K}{\lambda_L} = \frac{\frac{h}{4\sqrt{2mE}}}{\frac{h}{3\sqrt{2mE}}} = \frac{3}{4} bulunur.
KK ve LL taneciklerinin dalga boyları arasındaki oranı bulmak için.

Anahtar Kavram

De Broglie dalga boyu, taneciğin çizgisel momentumu ile ters orantılıdır. Çizgisel momentum ise kinetik enerji ve kütle çarpımının kareköküyle doğru orantılıdır.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3363Soru

Standart Model'e göre, elektrik yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşime aracılık eden alan parçacığı (kuvvet taşıyıcısı) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Foton

Cevap

Foton
Standart Model'e göre elektrik yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimi ileten kütlesiz ve yüksüz alan parçacığı fotondur.

Adım Adım Çözüm

1
Soruda bizden elektrik yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşime aracılık eden alan parçacığı istenmektedir.
Elektromanyetik kuvvetin taşıyıcı parçacığının aranması.
Kuvvet taşıyıcı parçacıkları belirlemek için Standart Model sınıflandırması temel alınır.
2
Standart Model'deki temel kuvvetler ve taşıyıcıları hatırlanır: Güçlü nükleer kuvvet için gluon, zayıf nükleer kuvvet için W ve Z bozonları, elektromanyetik kuvvet için ise foton aracı parçacıktır.
Elektromanyetik etkileşimin taşıyıcısının foton olduğunun belirlenmesi.
Foton yüksüz ve kütlesiz bir ayar (gauge) bozonu olup elektromanyetik etkileşimi iletir.

Anahtar Kavram

Standart Model'de temel kuvvetler ve alan bozonları
Tahmini Süre:45s
Soru 3364Soru

Radyoaktif ve kararsız bir çekirdek, ardışık olarak bir adet alfa (α\alpha) ve bir adet beta-eksi (β\beta^-) bozunumu gerçekleştirmektedir. Buna göre, bu süreç sonunda oluşan yeni çekirdeğin kütle numarası ve atom numarası başlangıçtaki çekirdeğe göre nasıl değişir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kütle numarası 44 azalır, atom numarası 11 azalır.

Cevap

Kütle numarası 44 azalır, atom numarası 11 azalır.
Radyoaktif bir çekirdek alfa bozunumu geçirdiğinde, çekirdekten 24He^4_2\text{He} parçacığı salınır. Bu durum kütle numarasının 44, atom numarasının ise 22 azalmasına yol açar. Ardından gerçekleşen beta-eksi bozunumunda ise çekirdekteki bir nötron protona dönüşür ve bir elektron salınır. Bu durum kütle numarasını değiştirmezken atom numarasını 11 artırır. Sonuç olarak, kütle numarası 44 azalmış, atom numarası ise 2+1=1-2 + 1 = -1 yani 11 azalmış olur. Bu nedenle kütle numarasının 44 azalacağı ve atom numarasının 11 azalacağı yönündeki seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Alfa (α\alpha) bozunumunun çekirdek üzerindeki etkisini belirlemek.
Alfa bozunumu yapan bir çekirdeğin kütle numarası 44 azalır, atom numarası (proton sayısı) 22 azalır.
Alfa parçacığı bir helyum-4 çekirdeğidir (24He^4_2\text{He}), dolayısıyla çekirdekten 22 proton ve 22 nötron ayrılır.
2
Beta-eksi (β\beta^-) bozunumunun çekirdek üzerindeki etkisini belirlemek.
Beta-eksi bozunumu yapan bir çekirdeğin kütle numarası değişmez, atom numarası 11 artar.
Beta-eksi bozunumunda çekirdekteki bir nötron, bir protona ve bir elektrona (beta parçacığı) dönüşür.
3
İki bozunumun toplam etkisini hesaplamak.
Kütle numarasındaki net değişim: 4+0=4-4 + 0 = -4 (yani 44 azalır). Atom numarasındaki net değişim: 2+1=1-2 + 1 = -1 (yani 11 azalır).
Bozunmalar ardışık gerçekleştiği için değişimler toplanarak net sonuç bulunur.

Anahtar Kavram

Radyoaktif bozunmalarda kütle numarası ve atom numarası korunumu kuralları.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3365Soru

Çok elektronlu bir atomun temel enerji düzeylerinde bulunan 3d3d, 4p4p ve 5s5s orbitalleriyle ilgili:

I. Açısal momentum kuantum sayıları (ll) arasındaki ilişki 3d>4p>5s3d > 4p > 5s şeklindedir.
II. Orbitallerin enerjileri arasındaki ilişki 3d>4p>5s3d > 4p > 5s şeklindedir.
III. Baş kuantum sayısı (nn) ile açısal momentum kuantum sayısı (ll) toplamı (n+ln+l) en büyük olan orbital 5s5s'dir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Yalnız I
Yalnız birinci öncüldeki ifade doğrudur. Açısal momentum kuantum sayısı (l) orbitalin şeklini belirler ve s, p, d orbitalleri için sırasıyla 0, 1, 2 değerlerini alır. Dolayısıyla l değerleri arasındaki ilişki 3d > 4p > 5s şeklindedir. İkinci öncüldeki enerji sıralaması yanlıştır; çünkü n+l değerleri eşit olan orbitallerde baş kuantum sayısı (n) büyük olanın enerjisi daha yüksektir, dolayısıyla enerji ilişkisi 5s > 4p > 3d olmalıdır. Üçüncü öncüldeki ifade de yanlıştır; çünkü her üç orbitalin de n+l toplamı 5 olup birbirine eşittir.

Adım Adım Çözüm

1
Orbitallerin baş kuantum sayısı (n) ve açısal momentum kuantum sayısı (l) değerlerini belirleyin.
3d orbitali için n = 3, l = 2; 4p orbitali için n = 4, l = 1; 5s orbitali için n = 5, l = 0 olarak bulunur.
Her bir ifadedeki kuantum sayıları ve enerji karşılaştırmalarını yapabilmek için temel kuantum sayılarını tespit etmek gerekir.
2
Açısal momentum kuantum sayılarını (l) karşılaştırarak birinci öncülü değerlendirin.
l değerleri d için 2, p için 1, s için 0'dır. Bu durumda l değerleri arasındaki ilişki 3d (2) > 4p (1) > 5s (0) şeklindedir. Birinci öncül doğrudur.
l kuantum sayısı orbitalin türünü (s, p, d, f) belirtir ve sırasıyla 0, 1, 2, 3 değerlerini alır.
3
Orbitallerin n+l değerlerini hesaplayarak Madelung-Klechkowski kuralına göre enerjilerini karşılaştırın.
3d için n+l = 3+2 = 5; 4p için n+l = 4+1 = 5; 5s için n+l = 5+0 = 5 olur. n+l değerleri eşit olduğundan, baş kuantum sayısı (n) büyük olan orbitalin enerjisi daha fazladır. Buna göre enerji sıralaması 5s > 4p > 3d şeklindedir. İkinci ve üçüncü öncüller yanlıştır.
Çok elektronlu atomlarda orbital enerjileri n+l toplamı arttıkça artar. Toplamlar eşitse n değeri büyük olan orbital daha yüksek enerjilidir.

Anahtar Kavram

Madelung-Klechkowski (n+l) kuralına göre çok elektronlu atomlarda orbital enerjilerinin ve kuantum sayılarının karşılaştırılması.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3366Soru

Dünya etrafında rr yarıçaplı kararlı dairesel bir yörüngede dolanmakta olan mm kütleli bir yapay uydunun kinetik enerjisi EE kadardır. Buna göre, bu uydunun Dünya ile oluşturduğu sistemin kütle çekim potansiyel enerjisi ve uydunun bağlanma enerjisi aşağıdakilerin hangisinde sırasıyla doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2E-2E ve EE

Cevap

Kütle çekim potansiyel enerjisi 2E-2E ve bağlanma enerjisi EE olmalıdır.
Kinetik enerjisi EE olan bir uydunun potansiyel enerjisi 2E-2E, toplam mekanik enerjisi ise E-E olur. Bağlanma enerjisi ise uydunun toplam enerjisini sıfır yapmak için gereken pozitif enerji olduğundan +E+E kadardır.

Adım Adım Çözüm

1
Uydunun potansiyel enerjisini kinetik enerji cinsinden ifade etmek.
Ep=2EE_p = -2E
Yörüngede kararlı dolanan uydunun kinetik enerjisi Ek=GMm2r=EE_k = \frac{GMm}{2r} = E olarak tanımlanmıştır. Uydunun kütle çekim potansiyel enerjisi ise Ep=GMmrE_p = -\frac{GMm}{r} formülüyle hesaplanır. Bu iki eşitlik karşılaştırıldığında Ep=2EE_p = -2E olduğu görülür.
2
Uydunun toplam mekanik enerjisini ve bağlanma enerjisini hesaplamak.
Eb=EE_b = E
Uydunun toplam mekanik enerjisi, kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır: Etop=Ek+Ep=E+(2E)=EE_{top} = E_k + E_p = E + (-2E) = -E. Bağlanma enerjisi (EbE_b), uydunun toplam mekanik enerjisini sıfırlayarak onu yörüngeden kurtarmak için gereken minimum enerji miktarıdır: Eb=Etop=EE_b = -E_{top} = E olarak bulunur.

Anahtar Kavram

Bir uydunun kinetik, potansiyel, toplam ve bağlanma enerjileri arasındaki matematiksel ve fiziksel ilişkiler.
Soru 3367Soru

Çok elektronlu bir atomun temel enerji seviyelerinde bulunan 4s4s, 3d3d ve 4p4p orbitalleriyle ilgili;

I. Enerjileri arasındaki ilişki 4p>3d>4s4p > 3d > 4s şeklindedir.
II. Açısal momentum kuantum sayısı (ll) en büyük olan orbital 3d3d'dir.
III. Manyetik kuantum sayısı (mlm_l) değeri 00 olan orbital yalnızca 4s4s alt kabuğunda bulunur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II ifadeleri doğrudur. Enerji sıralaması Madelung-Klechkowski kuralına göre doğru yapılmıştır ve açısal momentum kuantum sayısı en büyük olan orbital 3d'dir.
I ve II ifadeleri doğrudur. 4p4p, 3d3d ve 4s4s orbitallerinin enerjileri n+ln+l kuralına göre karşılaştırıldığında 4p>3d>4s4p > 3d > 4s sırası elde edilir. Açısal momentum kuantum sayısı (ll) dd orbitalleri için 2 olduğundan en büyüktür.

Adım Adım Çözüm

1
Madelung-Klechkowski (n+ln+l) kuralını kullanarak orbitallerin enerjilerini karşılaştırın.
4s4s için n=4,l=0    n+l=4n=4, l=0 \implies n+l=4
3d3d için n=3,l=2    n+l=5n=3, l=2 \implies n+l=5
4p4p için n=4,l=1    n+l=5n=4, l=1 \implies n+l=5
n+ln+l değeri eşit olan orbitallerden nn değeri büyük olanın enerjisi daha yüksektir. Buna göre enerji sıralaması 4p>3d>4s4p > 3d > 4s olur. Birinci ifade doğrudur.
Çok elektronlu atomlarda orbitallerin enerji düzeyleri baş kuantum sayısı ile açısal momentum kuantum sayısının toplamına bağlıdır.
2
Orbitallerin açısal momentum kuantum sayılarını (ll) belirleyin ve karşılaştırın.
ss orbitali için l=0l=0, pp orbitali için l=1l=1, dd orbitali için l=2l=2'dir. Buna göre en büyük ll değerine sahip olan 3d3d orbitalidir. İkinci ifade doğrudur.
Açısal momentum kuantum sayısı orbitalin türünü ve şeklini belirler.
3
Manyetik kuantum sayısı (mlm_l) değerlerini her bir orbital türü için analiz edin.
4s4s için ml=0m_l = 0 değerine sahip 1 orbital vardır.
3d3d için ml{2,1,0,+1,+2}m_l \in \{-2, -1, 0, +1, +2\} değerlerini alan 5 orbital vardır (biri ml=0m_l=0'dır).
4p4p için ml{1,0,+1}m_l \in \{-1, 0, +1\} değerlerini alan 3 orbital vardır (biri ml=0m_l=0'dır).
Bu nedenle, ml=0m_l = 0 değerine sahip orbital sadece 4s4s'te değil, hepsinde bulunur. Üçüncü ifade yanlıştır.
Manyetik kuantum sayısı, alt kabuktaki orbitallerin uzaydaki yönelimlerini gösterir ve l-l ile +l+l arasındaki tüm tam sayı değerlerini alabilir.

Anahtar Kavram

Orbitallerin enerjileri Madelung-Klechkowski kuralına göre belirlenirken, kuantum sayıları (n,l,mln, l, m_l) orbitalin türünü, şeklini ve yönelimini belirler.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3368Soru

Modern elektronik teknolojisinin temelini oluşturan yarı iletken devre elemanlarının çalışma prensipleri, pnp-n ekleminin kutuplanma (besleme) durumuna ve yük taşıyıcılarının davranışına bağlı olarak değişir.

Buna göre, sol sütunda verilen yarı iletken durum/elemanları ile sağ sütundaki temel çalışma karakteristiklerini doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

İleri kutuplama uygulanmış bir pnp-n eklemi
Ters kutuplama uygulanmış bir pnp-n eklemi
Ters besleme altında ışık algılama (fotodiyot) modunda çalışan pnp-n eklemi
Aktif bölgede yükselteç olarak çalışan bir transistör

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

İleri kutuplama uygulanmış pnp-n eklemi geçi�� bölgesinin daralması ve yüksek iletkenlikle eşleşir; ters kutuplama uygulanmış eklem geçiş bölgesinin genişlemesi ve akım engelinin artmasıyla eşleşir; ters beslemeli fotodiyot ışık etkisiyle ters yön akımının artmasıyla eşleşir; aktif transistör ise emiter-bazın ileri, baz-kollektörün ters kutuplanarak yükseltme yapmasıyla eşleşir.
Yarı iletken pnp-n ekleminin ileri kutuplanması geçiş bölgesini daraltarak çoğunluk taşıyıcı akımını (difüzyon) başlatırken, ters kutuplama geçiş bölgesini genişleterek bu akımı engeller. Fotodiyotlar ters kutuplama altında üzerine düşen ışıkla elektron-deşik çifti oluşturup ters yön sızıntı akımını artırarak çalışır. Transistörlerin aktif bölgede yükselteç olarak çalışabilmesi için ise emiter-baz eklemi ileri, baz-kollektör eklemi ters kutuplanmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
pnp-n ekleminin ileri kutuplama mekanizmasını inceleme
İleri kutuplamada dış gerilimin, eklemin doğal iç elektrik alanını zayıflattığ�� belirlenir. Bu, geçiş (depresyon) tabakasını daraltır ve çoğunluk yük taşıyıcılarının difüzyonunu kolaylaştırarak iletkenliği artırır. Dolayısıyla birinci durum birinci karakteristikle eşleşir.
İleri kutuplamanın eklem genişliği ve akım geçişi üzerindeki etkisini belirlemek için.
2
pnp-n ekleminin ters kutuplama mekanizmasını inceleme
Ters kutuplamada dış gerilim iç elektrik alanı destekler, geçiş tabakasını genişletir ve çoğunluk taşıyıcılarının geçişini engeller. Sadece çok küçük bir azınlık taşıyıcı akımı kalır. Dolayısıyla ikinci durum ikinci karakteristikle eşleşir.
Ters kutuplamanın engel genişliği ve elektrik alan üzerindeki etkisini analiz etmek için.
3
Fotodiyotların çalışma ilkesini analiz etme
Fotodiyotlar ters kutuplama altında çalışır. Üzerine düşen ışık, eklemdeki arındırılmış bölgede elektron-deşik çiftleri oluşturur. Bu taşıyıcılar ters elektrik alanla sürüklenerek ters yön akımını belirgin şekilde artırır. Dolayısıyla üçüncü durum üçüncü karakteristikle eşleşir.
Işığın ters yön sızıntı akımı üzerindeki etkisini ve fotodiyot çalışma modunu belirlemek için.
4
Transistörlerin aktif bölge kutuplama koşullarını değerlendirme
Transistörün yükselteç (aktif) modda çalışması için emiter-baz eklemi ileri beslenmeli, baz-kollektör eklemi ise ters beslenmelidir. Bu sayede emiterden gelen taşıyıcılar baz üzerinden kollektöre aktarılarak çıkışta sinyal güçlendirilmesi sağlanır. Dolayısıyla dördüncü durum dördüncü karakteristikle eşleşir.
Transistörün aktif bölge polarizasyon şartlarını ve yükselteç işlevini ortaya koymak için.

Anahtar Kavram

Yarı iletken pnp-n ekleminin kutuplanması (ileri ve ters polarizasyon) ile transistör ve fotodiyot gibi elemanların bu eklem fiziğine dayalı çalışma mekanizmaları.
Soru 3369Soru

Trafikte hız sınırını aşan araçların tespit edilmesi amacıyla kullanılan radar cihazlarının çalışma prensibiyle ilgili;

I. Radar cihazı, hedef araca doğru elektromanyetik dalgalar gönderir ve araçtan yansıyan dalgaları dedektörle algılar.
II. Araçların hızının tespit edilmesi, araçtan yansıyan dalgaların frekansındaki değişim (Doppler etkisi) analiz edilerek gerçekleştirilir.
III. Radar cihazından yayılan elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızı, frekansı daha yüksek olan görünür ışığın boşluktaki yayılma hızından daha küçüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Radar cihazları elektromanyetik dalgalar göndererek çalışır ve hareketli hedeflerden yansıyan dalgalardaki frekans değişimini (Doppler etkisi) ölçerek hız tespiti yapar. Boşluktaki tüm elektromanyetik dalgalar aynı hızla yayılır. Dolayısıyla doğru yargılar I ve II'dir.
Radar cihazları elektromanyetik dalgalar yayarak çalışır ve yansıyan dalgalardaki frekans kaymasını (Doppler etkisi) analiz ederek hız tespiti yapar. Bu sebeple elektromanyetik dalga gönderilmesi ve Doppler etkisinden yararlanılması ifadeleri doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Radar cihazının çalışma prensibini analiz etmek.
Radar cihazlarının elektromanyetik dalga (mikrodalga veya radyo dalgası) gönderip hedef cisimden yansıyan bu dalgaları algılayarak çalıştığı belirlenir (I. öncül doğrudur).
Radarın temel çalışma mekanizmasını kavramak için.
2
Hız tespit mekanizmasını incelemek.
Hedefin hareketinden dolayı yansıyan dalganın frekansında meydana gelen değişimin (Doppler etkisi) hız tespiti için kullanıldığı anlaşılır (II. öncül doğrudur).
Doppler olayının radar teknolojisindeki uygulamasını açıklamak için.
3
Farklı elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızlarını karşılaştırmak.
Boşlukta tüm elektromanyetik dalgaların frekanslarından bağımsız olarak ışık hızıyla (cc) yayıldığı bilinir. Bu yüzden radar dalgalarının hızı görünür ışığın hızından küçük olamaz (III. öncül yanlıştır).
Elektromanyetik dalgaların boşluktaki ortak özelliklerini uygulamak için.

Anahtar Kavram

Radar cihazlarının çalışma prensibinde elektromanyetik dalgaların ve Doppler etkisinin kullanılması, elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızının sabitliği.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3370Soru

Temel haldeki 26Fe_{26}\text{Fe} atomunun elektron diziliminden iki elektron koparılarak 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} katyonu elde ediliyor.

Buna göre, oluşan 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} katyonunun elektron dizilimi ve elektronlarının kuantum sayıları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Aç��sal momentum kuantum sayısı (ll) 22 olan orbitallerinde en fazla 55 elektronun spin kuantum sayısı (msm_s) aynı yönlüdür.

Cevap

Açısal momentum kuantum sayısı (ll) 22 olan orbitallerinde en fazla 55 elektronun spin kuantum sayısı (msm_s) aynı yönlüdür.
Açısal momentum kuantum sayısı l=2l=2 olan orbital 3d3d orbitalidir. 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d6[\text{Ar}] 3d^6 şeklindedir. Hund kuralı gereği, eş enerjili beş 3d3d orbitaline 66 elektron yerleştirilirken öncelikle her orbitale birer elektron paralel spinli (örneğin ms=+1/2m_s = +1/2) olarak yerleşir. Geriye kalan 11 elektron ise bu orbitallerden birine zıt spinli (ms=1/2m_s = -1/2) olarak yerleşmek zorundadır. Bu durumda aynı spin yönüne sahip elektron sayısı en fazla 55 olabilir.

Adım Adım Çözüm

1
Nötr 26Fe_{26}\text{Fe} atomunun temel hal elektron dizilimini yazmak.
26Fe:1s22s22p63s23p64s23d6_{26}\text{Fe}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6
Katyonun doğru elektron dizilimini bulabilmek için öncelikle nötr halin elektron dizilimini belirlemek gerekir.
2
26Fe_{26}\text{Fe} atomundan 22 elektron kopararak 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} iyonunun elektron dizilimini bulmak.
26Fe2+:1s22s22p63s23p63d6_{26}\text{Fe}^{2+}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6
Elektronlar katyon oluştururken öncelikle baş kuantum sayısı en büyük olan en dış katmandan (4s4s orbitalinden) koparılır.
3
3d3d orbitalindeki (l=2l=2) 66 elektronun Hund kuralına göre orbitallere dağılımını analiz etmek.
Eş enerjili 55 adet 3d3d orbitalinin her birine önce birer elektron aynı spinli (örneğin ms=+1/2m_s = +1/2) olarak yerleşir. Geriye kalan 66. elektron ise bu orbitallerden birine zıt spinli (ms=1/2m_s = -1/2) olarak yerleşir.
Hund kuralı gereğince eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve paralel spinli yerleşir, daha sonra eşleşmeye başlar.
4
Aynı yönlü spin kuantum sayısına sahip maksimum elektron sayısını belirlemek.
55 elektron ms=+1/2m_s = +1/2 spinli iken 11 elektron ms=1/2m_s = -1/2 spinlidir. Dolayısıyla en fazla 55 elektronun spini aynı yönlü olabilir.
Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralına göre 66 elektronun tamamı aynı spin kuantum sayısına sahip olamaz, en az biri zıt spinli olmak zorundadır.

Anahtar Kavram

Geçiş metallerinden elektron koparılması ve Hund kuralına göre orbital şemalarında spin kuantum sayılarının dağılımı.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3371Soru

Temel haldeki 22Ti_{22}\text{Ti} atomu ve bu atomun oluşturduğu iyonlar ile ilgili bazı ifadeler aşağıda verilmiştir:

I. Baş kuantum sayısı (nn) 3 olan orbitallerindeki bir elektronun kuantum sayıları n=3n=3, l=2l=2, ml=3m_l=-3, ms=+12m_s=+\frac{1}{2} olabilir.
II. 22Ti2+_{22}\text{Ti}^{2+} iyonunun temel hal elektron dizilimi [Ar]3d2[\text{Ar}]3d^2 şeklindedir ve bu iyonun oluşumunda elektronlar öncelikle en dış katmandaki 4s4s orbitalinden koparılmıştır.
III. Temel haldeki 22Ti_{22}\text{Ti} atomunda spin kuantum sayısı (msm_s) +12+\frac{1}{2} olan elektron sayısı en fazla 12'dir.

Buna göre, bu ifadelerden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

Titanyum atomunun iyonlaşmasında elektronların 4s orbitalinden koptuğunu ve Hund kuralına göre eş enerjili orbitallerdeki elektronların paralel spinli yerleşmesiyle en fazla 12 elektronun spin kuantum sayısının pozitif olabileceğini belirten ifadedir.
Doğru olan seçenek, titanyum atomunun iyonlaşmasında elektronların en dış katmandaki 4s4s orbitalinden koptuğunu ve Hund kuralına göre eş enerjili orbitallerdeki elektronların paralel spinli yerleşmesiyle en fazla 12 elektronun ms=+12m_s = +\frac{1}{2} değerine sahip olabileceğini belirten ifadedir. Baş kuantum sayısı 3 olan d orbitalleri (l=2l=2) için ml=3m_l=-3 kuantum sınırlarına aykırıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Titanyum (22Ti_{22}\text{Ti}) atomunun temel hal elektron dizilimini yazmak.
22Ti:1s22s22p63s23p64s23d2_{22}\text{Ti}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^2 (veya kısaca [Ar]4s23d2[\text{Ar}]4s^2 3d^2)
Kuantum sayılarını ve iyonlaşma durumlarını belirlemek için temel hal elektron dizilimi bilinmelidir.
2
Birinci öncüldeki kuantum sayılarının doğruluğunu kontrol etmek.
n=3n=3 ve l=2l=2 (3d3d orbitali) için manyetik kuantum sayısı (mlm_l) yalnızca 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerini alabilir. Dolayısıyla ml=3m_l = -3 olamaz.
Manyetik kuantum sayısı (mlm_l) değeri l-l ile +l+l arasındaki tam sayı değerlerini alabilir.
3
İkinci öncüldeki iyonlaşma durumunu analiz etmek.
Katyon oluşurken elektronlar baş kuantum sayısı en büyük olan en dış katmandan (4s4s orbitalinden) koparıl��r. Dolayısıyla 22Ti2+_{22}\text{Ti}^{2+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d2[\text{Ar}]3d^2 olur.
Çekirdeğe en uzak ve periyot numarasını belirleyen dış katman elektronları öncelikle koparılır.
4
Üçüncü öncüldeki spin kuantum sayısı +12+\frac{1}{2} olan maksimum elektron sayısını hesaplamak.
Tam dolu orbitallerdeki (1s22s22p63s23p64s21s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2) 20 elektronun 10 tanesinin spini +12+\frac{1}{2}'dir. Yarı dolu 3d23d^2 orbitallerindeki 2 elektron Hund kuralı gereği paralel spinli olmalıdır. Maksimum değer için bu 2 elektronun spini de +12+\frac{1}{2} kabul edilirse toplam 10+2=1210 + 2 = 12 elektron elde edilir.
Hund kuralına göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve aynı spinli (paralel) olarak yerleşir.

Anahtar Kavram

Elektronların orbitallere yerleşim kuralları (Aufbau, Pauli ve Hund kuralları) ile kuantum sayıları arasındaki ilişkiler.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 3372Soru

Bir laboratuvarda farklı fiziksel süreçler sonucunda elde edilen KK, LL ve MM elektromanyetik dalgaları ile ilgili aşağıdaki bilgiler verilmiştir:

* KK dalgası: Yüksek hızlı elektronların metal bir hedefe çarptırılarak yavaşlatılmasıyla (yavaşlama ışıması) elde edilmiştir.
* LL dalgası: Bir hidrojen atomunun elektronunun n=3n=3 enerji düzeyinden n=1n=1 temel hal düzeyine geçişi sırasında salınmıştır.
* MM dalgası: Bir verici antenindeki yüklerin ivmeli hareketi sonucunda oluşturulmuştur.

Bu dalgaların özellikleri ve davranışlarıyla ilgili;

I. Boşluktaki yayılma hızları arasında vK>vL>vMv_K > v_L > v_M ilişkisi vardır.
II. Tek bir fotonunun taşıdığı enerji en büyük olan dalga KK, dalga boyu en büyük olan dalga ise MM'dir.
III. KK dalgası iyonlaştırıcı radyasyon sınıfına girerken, MM dalgası iyonlaştırıcı olmayan radyasyon sınıfındadır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

İkinci ve üçüncü ifadeleri içeren seçenek doğrudur. Dalgaların boşluktaki hızları eşittir, enerji sıralaması en büyük K dalgası olacak şekildedir, dalga boyu en büyük olan ise M dalgasıdır. K dalgası iyonlaştırıcı, M dalgası iyonlaştırıcı olmayan radyasyondur.
Doğru olan seçenekte belirtildiği gibi, yavaşlama ışıması ile üretilen dalga X-ışını, uyarılma geçişiyle üretilen dalga morötesi ışık ve antenden yayılan dalga radyo dalgasıdır. Boşlukta tüm elektromanyetik dalgalar ışık hızıyla yayıldığı için birinci öncül yanlıştır. X-ışınının enerjisi en büyük, radyo dalgasının dalga boyu en büyük olduğu için ikinci öncül doğrudur. X-ışınları iyonlaştırıcı radyasyon, radyo dalgaları ise iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olduğu için üçüncü öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Dalgaların oluşum süreçlerine göre türlerini belirleyin.
K dalgası X-ışını (Röntgen), L dalgası morötesi (UV) ışık ve M dalgası radyo dalgasıdır.
Yavaşlama ışıması X-ışınlarını, atomik elektron geçişleri (Lyman serisi) morötesi ışığı, anten yüklerinin ivmelenmesi ise radyo dalgalarını oluşturur.
2
Dalgaların boşluktaki yayılma hızlarını karşılaştırın.
v_K = v_L = v_M = c olur. Dolayısıyla birinci öncül yanlıştır.
Tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta frekans veya enerjilerinden bağımsız olarak ışık hızıyla yayılır.
3
Dalgaların foton enerjilerini ve dalga boylarını sıralayın.
Enerji sıralaması E_K > E_L > E_M şeklindedir. Dalga boyu ise dalga boyu en büyük olan radyo dalgası (M) olacak şekilde lambda_M > lambda_L > lambda_K şeklinde sıralanır. İkinci öncül doğrudur.
Elektromanyetik spektrumda X-ışınlarının enerjisi morötesi ve radyo dalgalarından daha büyüktür. Foton enerjisi dalga boyu ile ters orantılıdır (E = hc / lambda).
4
Dalgaların iyonlaştırıcı özelliklerini değerlendirin.
K dalgası iyonlaştırıcı radyasyon sınıfına girerken, M dalgası iyonlaştırıcı olmayan radyasyon sınıfındadır. Üçüncü öncül doğrudur.
Yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar (X-ışınları, gama ışınları) maddeyi iyonlaştırabilirken, düşük enerjili elektromanyetik dalgalar (radyo dalgaları) iyonlaştırma yapamaz.

Anahtar Kavram

Elektromanyetik spektrumda yer alan dalgaların özellikleri, eldesi ve enerjileri
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 3373Soru

Temel hâl elektron dağılımları verilen 3X_3X, 11Y_{11}Y ve 19Z_{19}Z elementlerini atom yarıçaplarının büyüklüklerine göre en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Elementlerin atom yarıçaplarının büyükten küçüğe doğru sıralaması Z>Y>XZ > Y > X şeklindedir.
Verilen elementlerin hepsi periyodik sistemin 1A grubunda yer almaktadır. Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe katman sayısı arttığı için atom yarıçapı artar. Katman sayıları sırasıyla 4, 3 ve 2 olan ZZ, YY ve XX elementlerinin yarıçap büyüklükleri Z>Y>XZ > Y > X şeklinde sıralanır.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen elementlerin katman elektron dizilimlerini yazarak periyot ve gruplarını belirlemek.
3X_3X elementinin elektron dizilimi 2-1 (2. periyot, 1A grubu), 11Y_{11}Y elementinin 2-8-1 (3. periyot, 1A grubu) ve 19Z_{19}Z elementinin 2-8-8-1 (4. periyot, 1A grubu) şeklindedir.
Periyodik özelliklerin karşılaştırılabilmesi için elementlerin periyodik sistemdeki konumlarının bilinmesi gerekir.
2
Aynı grupta bulunan elementlerin katman sayıları ile atom yarıçapı ilişkisini kurmak.
Katman sayısı en fazla olan ZZ elementinin yarıçapı en büyük, katman sayısı en az olan XX elementinin yarıçapı ise en küçüktür.
Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe katman sayısı arttığı için atom yarıçapı artar.

Anahtar Kavram

Aynı gruptaki elementlerin katman sayısı arttıkça atom yarıçapı artar.
Tahmini Süre:45s
Soru 3374Soru

Transistörler, elektrik devrelerinde alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek amacıyla doğrultucu olarak kullanılan iki uçlu yarı iletken devre elemanlarıdır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

Verilen ifade yanlıştır.
İfade yanlıştır çünkü doğrultucu olarak kullanılan iki uçlu yarı iletken eleman diyottur; transistörler ise sinyal yükseltici ve anahtar olarak görev yapan üç uçlu devre elemanlarıdır.

Adım Adım Çözüm

1
İfadede geçen 'iki uçlu' ve 'doğrultucu' özelliklerini taşıyan devre elemanını belirleyin.
Elektrik akımını tek yönde geçirerek alternatif akımı doğrultma görevi üstlenen iki uçlu (p-n eklemi) eleman diyottur.
Diyotların temel yapısal ve işlevsel tanımını hatırlamak gerekir.
2
Transistörlerin yapısal özelliklerini inceleyin.
Transistörler emiter (yayıcı), baz (taban) ve kollektör (toplayıcı) olmak üzere üç bağlantı ucuna sahiptir.
Transistörlerin uç sayısının ifadedeki 'iki uçlu' ibaresiyle çeliştiğini doğrulamak gerekir.
3
Transistörlerin temel işlevlerini değerlendirin.
Transistörler devrelerde sinyal yükseltici (akım veya gerilim kazancı sağlayan) veya elektronik anahtar olarak işlev görür.
Transistörlerin asıl kullanım amaçlarının doğrultma işlemi olmadığını netleştirmek gerekir.

Anahtar Kavram

Diyot ve transistörlerin temel yapısal ve işlevsel farkları
Soru 3375Soru

Bir çift yarıkta girişim (Young) deneyinde, yarıklar ile ekran arasındaki ortamın kırıcılık indisi n1=1n_1 = 1 iken ekran üzerinde oluşan girişim deseninin saçak genişliği Δx1=12 mm\Delta x_1 = 1{}2\text{ mm} olarak ölçülmektedir. Deneydeki diğer tüm parametreler sabit tutulup yarıklar ile ekran arasındaki ortam kırıcılık indisi n2=15n_2 = 1{}5 olan bir sıvı ile tamamen dolduruluyor. Buna göre, sıvı doldurulduktan sonra ekranda oluşan saçak genişliği kaç mm\text{mm} olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.8

Cevap

Sıvı doldurulduktan sonra ekranda oluşan yeni saçak genişliği 0,8 mm olur.
Saçak genişliği formülü Δx=λLdn\Delta x = \frac{\lambda L}{d n} ile verilir. Ortamın kırıcılık indisi 1 değerinden 1,5 değerine çıkarıldığında, diğer tüm değişkenler (LL, dd, λ\lambda) sabit olduğundan, saçak genişliği kırıcılık indisi ile ters orantılı olarak azalacaktır. Bu durumda ilk saçak genişliği ile ilk indis çarpımı, son saçak genişliği ile son indis çarpımına eşit olur: 121=Δx2151{}2 \cdot 1 = \Delta x_2 \cdot 1{}5 eşitliğinden Δx2=08 mm\Delta x_2 = 0{}8\text{ mm} sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Saçak genişliği formülünü yazmak.
Δx=λLdn\Delta x = \frac{\lambda L}{d n}
Çift yarıkta girişim desenindeki sa��akların genişliğinin hangi değişkenlere bağlı olduğunu belirlemek amacıyla bu formül kullanılır.
2
Değişmeyen parametreleri belirleyerek saçak genişliği ile ortam indisi arasındaki ilişkiyi kurmak.
Δx1n\Delta x \propto \frac{1}{n}
Işığın dalga boyu, ekran mesafesi ve yarıklar arası uzaklık sabit olduğu için saçak genişliği ortamın kırıcılık indisi ile ters orantılıdır.
3
İlk ve son durumlar için korunan oranı yazarak bilinmeyen yeni saçak genişliğini çekmek.
Δx2=Δx1n1n2\Delta x_2 = \Delta x_1 \cdot \frac{n_1}{n_2}
Ters orantı ilişkisinden yola çıkarak matematiksel eşitliği kurmak gerekir.
4
Verilen sayısal değerleri yerine koyarak saçak genişliğini hesaplamak.
Δx2=12115=08 mm\Delta x_2 = 1{}2 \cdot \frac{1}{1{}5} = 0{}8\text{ mm}
Matematiksel işlemi tamamlayıp nihai sonuca ulaşmak.

Anahtar Kavram

Çift yarıkta girişimde saçak genişliğinin ortamın kırıcılık indisi ile ilişkisi
Soru 3376Soru

Bohr atom modeli, klasik fizik ilkeleri ile kuantum kavramını birleştirerek tek elektronlu sistemlerin spektrumlarını başarıyla açıklamıştır. Ancak bu modelin bazı varsayımları, deneysel bulgularla ve modern kuantum mekaniğinin temel ilkeleriyle çelişmektedir.

Buna göre, Bohr atom modelinin varsayımları ve bu varsayımların modern atom teorisiyle karşılaştırılmas��na ilişkin aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Bohr modelinde birinci enerji düzeyindeki (n=1n = 1) bir elektronun açısal momentumu h2π\frac{h}{2\pi} olarak kuantlaşmışken, modern atom teorisinde n=1n = 1 düzeyindeki s orbitalinde bulunan elektronun orbital açısal momentumu sıfırdır.

Cevap

Bohr modelinde birinci enerji düzeyindeki (n=1n = 1) bir elektronun açısal momentumu h2π\frac{h}{2\pi} iken, modern atom teorisinde birinci enerji düzeyindeki (n=1n = 1) elektronun orbital açısal momentumunun sıfır olduğunu belirten ifade doğrudur.
Bohr modelinde yörüngedeki elektronun açısal momentumunun nh2πn\frac{h}{2\pi} olduğu kabul edilir. Birinci yörünge (n=1n=1) için bu değer h2π\frac{h}{2\pi} olur. Modern atom teorisinde ise orbital açısal momentumu l(l+1)h2π\sqrt{l(l+1)}\frac{h}{2\pi} bağıntısıyla hesaplanır. n=1n=1 seviyesinde sadece l=0l=0 olan s orbitali bulunabildiğinden, orbital açısal momentum sıfıra eşittir. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Bohr atom modelinin açısal momentum varsayımını analiz etmek.
Bohr modeline göre çekirdek çevresindeki elektronun açısal momentumu L=nh2πL = n \cdot \frac{h}{2\pi} formülüyle kuantlaşmıştır. n=1n=1 (birinci yörünge) için bu değer h2π\frac{h}{2\pi} olur.
Bohr modelindeki birinci yörüngedeki elektronun açısal momentumunu bulmak.
2
Modern atom teorisindeki orbital açısal momentum formülünü uygulamak.
Modern kuantum teorisinde orbital açısal momentumu L=l(l+1)h2πL = \sqrt{l(l+1)}\frac{h}{2\pi} formülüyle bulunur. Birinci enerji düzeyinde (n=1n=1) yalnızca s orbitali (l=0l=0) bulunur ve bu durumda açısal momentum sıfırdır.
Kuantum mekaniksel modele göre birinci enerji düzeyindeki elektronun orbital açısal momentumunu bulmak.
3
İki modelin sonuçlarını karşılaştırıp doğru seçeneği belirlemek.
Bohr modelinde birinci yörüngedeki elektron için açısal momentumun h2π\frac{h}{2\pi} olduğu, ancak modern atom teorisinde n=1n=1 düzeyindeki s orbitalindeki elektron için orbital açısal momentumunun sıfır olduğu ifadesi doğrudur.
İki model arasındaki bu temel farkın bilimsel doğruluğunu onaylamak.

Anahtar Kavram

Bohr modelinde açısal momentumun yörünge numarasına bağlı kuantlaşması varsayımı ile modern atom teorisindeki orbital açısal momentumunun açısal kuantum sayısına (ll) bağlı olarak belirlenmesi arasındaki farklar.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3377Soru

Boşlukta yayılmakta olan bir fotonun dalga boyu ile belirli bir hıza sahip bir elektronun de Broglie dalga boyu birbirine eşittir.

Buna göre;

I. Çizgisel momentumlarının büyüklüğü,
II. Hızlarının büyüklüğü,
III. Toplam enerjileri

niceliklerinden hangileri bu iki tanecik için kesinlikle birbirine eşittir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Dalga boyları eşit olan foton ve elektronun çizgisel momentum büyüklükleri birbirine eşittir.
de Broglie hipotezine göre hem elektromanyetik dalgalar (fotonlar) hem de maddesel parçacıklar için dalga boyu ile çizgisel momentum arasındaki ilişki λ=hp\lambda = \frac{h}{p} formülü ile verilir. Buradan p=hλp = \frac{h}{\lambda} elde edilir. Fotonun ve elektronun dalga boyları eşit (λf=λe=λ\lambda_{f} = \lambda_{e} = \lambda) olduğuna göre, çizgisel momentumlarının büyüklükleri de kesinlikle birbirine eşit olmak zorundadır. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.

NicelikFotonElektron
Dalga Boyuλ\lambdaλ\lambda
Momentum Büyüklüğüp=hλp = \frac{h}{\lambda}p=hλp = \frac{h}{\lambda}
Hız Büyüklüğüccv<cv < c
Toplam EnerjiE=pcE = pcE=p2c2+m02c4E = \sqrt{p^2 c^2 + m_0^2 c^4}

Adım Adım Çözüm

1
Foton ve elektronun çizgisel momentumları arasındaki ilişkiyi de Broglie dalga boyu formülü yardımıyla analiz edin.
Her iki tanecik için de momentum büyüklüğü p=hλp = \frac{h}{\lambda} olup, dalga boyları eşit olduğundan momentumları kesinlikle eşittir (pf=pep_{f} = p_{e}).
de Broglie bağ��ntısı tüm tanecikler ve fotonlar için dalga boyu ile çizgisel momentumu ilişkilendirir.
2
Fotonun ve kütleli bir parçacık olan elektronun boşluktaki yayılma hızlarını karşılaştırın.
Foton ışık hızı (cc) ile yayılırken, elektron durgun kütleye sahip olduğundan hızı ışık hızından küçüktür (v<cv < c).
Kütleli hiçbir maddesel parçacık boşlukta ışık hızına ulaşamaz.
3
Görelilik teorisi veya kinetik enerji bağıntılarını kullanarak foton ve elektronun toplam enerjilerini karşılaştırın.
Fotonun enerjisi Ef=pcE_{f} = pc iken elektronun toplam enerjisi Ee=p2c2+m02c4E_{e} = \sqrt{p^2 c^2 + m_0^2 c^4} olup, elektronun durgun kütlesi sıfırdan farklı olduğu için Ee>EfE_{e} > E_{f} olur.
Kütleli parçacıkların toplam enerjisi, durgun kütle enerjisini de içerdiğinden aynı momentuma sahip kütlesiz fotondan daha büyüktür.

Anahtar Kavram

de Broglie dalga boyu bağıntısı ve dalga-tanecik ikiliğinde foton ile kütleli parçacıkların karşılaştırılması
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3378Soru

Sabit hacimli kapalı bir kapta 27C27^\circ\text{C} sıcaklıkta 02 mol H20{}2\text{ mol } H_2 ve 08 mol He0{}8\text{ mol } He gazları bulunmaktadır. Kaptaki toplam basınç 2 atm2\text{ atm} olduğuna göre, H2H_2 gazının kısmi basıncı kaç atm\text{atm}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 040{}4

Cevap

Kısmi basıncı 04 atm0{}4\text{ atm} olan seçenektir.
Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'na göre sabit hacimli bir kaptaki gaz karışımında her bir gazın kısmi basıncı, o gazın mol kesri ile toplam basıncın çarpımına eşittir. Kaptaki toplam gaz miktarı 02+08=10 mol0{}2 + 0{}8 = 1{}0\text{ mol}'dür. H2H_2 gazının mol kesri 02/10=020{}2 / 1{}0 = 0{}2 olarak bulunur. Toplam basınç 2 atm2\text{ atm} olduğundan, H2H_2 gazının kısmi basıncı 02×2=04 atm0{}2 \times 2 = 0{}4\text{ atm} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Kaptaki toplam mol sayısını hesaplayın.
ntop=nH2+nHe=02+08=10 moln_{\text{top}} = n_{H_2} + n_{He} = 0{}2 + 0{}8 = 1{}0\text{ mol}
Gazların mol kesirlerini belirlemek için toplam mol sayısının bilinmesi gerekir.
2
H2H_2 gazının mol kesrini (XH2X_{H_2}) hesaplayın.
XH2=nH2ntop=0210=02X_{H_2} = \frac{n_{H_2}}{n_{\text{top}}} = \frac{0{}2}{1{}0} = 0{}2
Bir gazın kısmi basıncını bulmak için kendi mol sayısının toplam mol sayısına oranını hesaplamak gerekir.
3
Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'nu uygulayarak H2H_2 gazının kısmi basıncını hesaplayın.
PH2=XH2×Ptop=02×2=04 atmP_{H_2} = X_{H_2} \times P_{\text{top}} = 0{}2 \times 2 = 0{}4\text{ atm}
Bir gazın kısmi basıncı, mol kesri ile toplam basıncın çarpılmasıyla elde edilir.

Anahtar Kavram

Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu
Soru 3379Soru

Şekildeki derişim hücresinde, I. yarı hücrede 0,01 M Cu2+0,01\text{ M } Cu^{2+} çözeltisine batırılmış CuCu elektrot, II. yarı hücrede ise 1,0 M Cu2+1,0\text{ M } Cu^{2+} çözeltisine batırılmış CuCu elektrot bulunmaktadır. Yarı hücreler bir tuz köprüsü ile birbirine bağlanmıştır.

Buna göre, 25 C25\text{ }^{\circ}\text{C} sıcaklıkta çalışan bu hücrenin başlangıç potansiyeli (Ehu¨creE_{\text{hücre}}) kaç volttur?

(Nernst eşitliğindeki sabiti 0,060,06 olarak alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: +0,06+0,06

Cevap

+0,06+0,06 volt olan seçenektir.
Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan yarı hücre anot, büyük olan ise katottur. I. yarı hücre anot (0,01 M0,01\text{ M}), II. yarı hücre ise katottur (1,0 M1,0\text{ M}). Bakırın yükseltgenme/indirgenme tepkimelerinde aktarılan elektron sayısı n=2n = 2'dir. Derişim hücresi olduğu için standart potansiyel Ehu¨cre0=0 VE^0_{\text{hücre}} = 0\text{ V} kabul edilir. Nernst denkleminde veriler yerine koyulduğunda: Ehu¨cre=0(0,06/2)×log(0,01/1,0)=0,03×(2)=+0,06 VE_{\text{hücre}} = 0 - (0,06 / 2) \times \log(0,01 / 1,0) = -0,03 \times (-2) = +0,06\text{ V} olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerini belirleyiniz.
Derişim pillerinde derişimi az olan yarı hücre anot, derişimi fazla olan yarı hücre katottur. Dolayısıyla I. yarı hücre anot (0,01 M Cu2+0,01\text{ M } Cu^{2+}) ve II. yarı hücre katottur (1,0 M Cu2+1,0\text{ M } Cu^{2+}).
Hücre tepkimesini ve Nernst eşitliğindeki derişim oranını doğru yazabilmek için anot ve katot belirlenmelidir.
2
Net hücre tepkimesini yazıp aktarılan elektron sayısını (nn) bulunuz.
Hücre tepkimesi: Cu2+(katot,1,0 M)Cu2+(anot,0,01 M)Cu^{2+}(\text{katot}, 1,0\text{ M}) \rightarrow Cu^{2+}(\text{anot}, 0,01\text{ M}) şeklindedir. Burada CuCu2++2eCu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^- ve Cu2++2eCuCu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu tepkimelerinden aktarılan elektron sayısı n=2n = 2 olarak bulunur.
Nernst eşitliğindeki nn katsayısını belirlemek için tepkimedeki elektron alışverişi bulunmalıdır.
3
Nernst eşitliğini uygulayarak hücre potansiyelini hesaplayınız.
Derişim hücresi olduğu için Ehu¨cre0=0 VE^0_{\text{hücre}} = 0\text{ V}'tur.
Nernst eşitliği:
Ehu¨cre=Ehu¨cre00,06nlog([Cu2+]anot[Cu2+]katot)E_{\text{hücre}} = E^0_{\text{hücre}} - \frac{0,06}{n} \log\left(\frac{[Cu^{2+}]_{\text{anot}}}{[Cu^{2+}]_{\text{katot}}}\right)
Ehu¨cre=00,062log(0,011,0)E_{\text{hücre}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log\left(\frac{0,01}{1,0}\right)
Ehu¨cre=0,03log(102)E_{\text{hücre}} = -0,03 \log(10^{-2})
Ehu¨cre=0,03×(2)=+0,06 VE_{\text{hücre}} = -0,03 \times (-2) = +0,06\text{ V} olarak bulunur.
Hücrenin başlangıç potansiyelini elde etmek için elde edilen tüm değerler Nernst eşitliğinde yerine yazılır.

Anahtar Kavram

Derişim pillerinin çalışma prensibi ve Nernst eşitliği kullanılarak standart olmayan koşullardaki pil potansiyelinin hesaplanması.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3380Soru

Kimyasal tepkimelerde meydana gelen ısı deği��imleri tepkimenin türüne göre farklılık gösterir. Buna göre, endotermik (ısı alan) bir tepkime ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkime gerçekleşirken ortamdan ısı alınır ve ürünlerin toplam potansiyel enerjisi girenlerin toplam potansiyel enerjisinden daha büyüktür.

Cevap

Tepkime gerçekleşirken ortamdan ısı alınır ve ürünlerin toplam potansiyel enerjisi girenlerin toplam potansiyel enerjisinden daha büyüktür.
Endotermik tepkimeler çevrelerinden ısı alarak gerçekleşirler. Isı alan bir sistemde entalpi artışı gerçekleştiği için ürünlerin potansiyel enerjileri toplamı, girenlerin potansiyel enerjileri toplamından her zaman daha büyüktür (Hu¨ru¨n>HgirenH_{\text{ürün}} > H_{\text{giren}}, ΔH>0\Delta H > 0). Bu nedenle tepkime gerçekleşirken ortamdan ısı alınır ve ürünlerin enerjisi girenlerinkinden büyüktür ifadesi doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Endotermik tepkimenin temel tanımını ve ısı yönünü belirleme
Endotermik tepkimeler ısı alan tepkimelerdir; yani gerçekleşirken ortamdan ısı alırlar (Q>0Q > 0).
Tepkimenin enerji alışverişi yönünü saptamak için.
2
Girenler ve ürünlerin potansiyel enerjilerini karşılaştırma
Isı alan sistemin entalpisi (potansiyel enerjisi) artar. Bu durum, ürünlerin toplam potansiyel enerjisinin girenlerin toplam potansiyel enerjisinden daha büyük olmasına neden olur (Hu¨ru¨n>HgirenH_{\text{ürün}} > H_{\text{giren}}).
Entalpi değişimi (ΔH=Hu¨ru¨nHgiren\Delta H = H_{\text{ürün}} - H_{\text{giren}}) ifadesinin pozitif olduğunu göstermek için.
3
Doğru ifadeyi seçeneklerle karşılaştırarak belirleme
Tepkime gerçekleşirken ortamdan ısı alındığını ve ürünlerin enerjisinin girenlerden büyük olduğunu belirten seçeneğin doğru olduğu saptanır.
Soru kökündeki doğru ifadeyi bulmak için.

Anahtar Kavram

Endotermik tepkimelerde ısı alışverişi yönü ve ürün-giren potansiyel enerji ilişkisi
Tahmini Süre:50s
ÖncekiSayfa 169 / 437Sonraki
Tüm alıştırma soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin