Dalga Mekaniği

Hava ortamında gerçekleştirilen bir çift yarıkta girişim (Young) deneyinde perde üzerinde aydınlık ve karanlık saçaklardan oluşan girişim deseni elde ediliyor.

Buna göre, deneyde yapılan;
I. Yarıklar düzlemi ile perde arasındaki ortamı su ile doldurmak,
II. Yarıklar düzlemini, perdeye paralel olan konumundan kendi merkezi etrafında bir miktar döndürmek,
III. Yarık düzlemi ile perde arasındaki mesafeyi azaltmak

işlemlerinden hangileri tek başına yapıldığında perde üzerindeki saçak genişliği artar?

Boşlukta $+y$ yönünde titreşen elektrik alan ($\vec{E}$) ve $-z$ yönünde titreşen manyetik alan ($\vec{B}$) bileşenlerine sahip bir elektromanyetik dalga yayılmaktadır. Bu dalga, yayılma doğrultusu değişmeden boşluktan kırılma indisi $n > 1$ olan saydam bir ortama geçmektedir.

Buna göre, dalganın bu geçişiyle ilgili;

I. Dalga boşlukta $-x$ yönünde ilerlemektedir.
II. Dalganın saydam ortamdaki yayılma hızı azalırken, elektrik alan genliğinin manyetik alan genliğine oranı ($E/B$) değişmez.
III. Saydam ortama geçen dalganın frekansı değişmezken, dalga boyu azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Bir çift yarıkta girişim (Young) deneyi düzeneğinde, yarıklar düzlemi ile perde arasındaki uzaklık $L$, yarıklar arasındaki mesafe $d$ olacak şekilde üç farklı durum hazırlanmıştır. Bu durumlarda ekranda oluşan girişim desenlerinin saçak genişliklerini ($\Delta x$) en büyük olandan en küçük olana doğru sıralayınız.

Hava ortamında gerçekleştirilen bir çift yarıkta girişim (Young) deneyinde; tek renkli ı��ık kaynağı, yarıklar düzlemi ve perde yerleştirilerek bir girişim deseni elde ediliyor. Bu deney düzeneğinde aşağıdaki bazı değişiklikler yapılıyor:

I. Yarıklar düzlemi ile perde arasındaki ortam, kırıcılık indisi havadan daha büyük olan şeffaf bir sıvı ile dolduruluyor.
II. Işık kaynağı yarıklar düzlemine paralel olacak şekilde yukarı yönde kaydırılıyor.
III. Yarıklardan birinin önüne ince bir cam levha yerleştiriliyor.

Buna göre; yapılan bu değişikliklerin hangilerinde perdedeki saçak genişliği ($\Delta x$) değişmezken, merkezî aydınlık saçağın ($A_0$) konumunda bir kayma gözlenir?

Hava ortamında ($n_{\text{hava}} = 1$) dalga boyu $\lambda$ olan tek renkli paralel ışık demeti kullanılarak gerçekleştirilen tek yarıkta kırınım deneyinde, ekran üzerinde oluşan merkezi aydınlık saçacın genişliği $X_1$ olarak ölçülmektedir.

Deneysel düzenekte yarık düzlemi ile ekran arasındaki ortam, kır��cılık indisi $n = 1.6$ olan saydam bir sıvı ile tamamen doldurulup kullanılan ışığın dalga boyu $1.2\lambda$ olacak şekilde değiştirildiğinde, yeni merkezi aydınlık saçacın genişliği $X_2$ olmaktadır.

Buna göre, merkezi aydınlık saçak genişliklerinin oranı olan $\frac{X_2}{X_1}$ değeri kaçtır?

Karanlık bir ortamda gerçekleştirilen tek yarıkta kırınım deneyinde;
- Dalga boyu $\lambda_{\text{kırmızı}} = 2\lambda$ olan kırmızı renkli ışık kullanıldığında ekranda oluşan merkezi aydınlık saçacın genişliği $X_1$,
- Dalga boyu $\lambda_{\text{yeşil}} = \lambda$ olan yeşil renkli ışık kullanıldığında ekranda oluşan ardışık iki karanlık saçak arasındaki mesafe $X_2$
olarak ölçülüyor.

Her iki durumda da deney d��zeneğindeki yarık genişliği, ekranın yarığa olan uzaklığı ve yarık ile ekran arasındaki ortam aynı olduğuna göre, $\frac{X_1}{X_2}$ oranı kaçtır?

Tek yarıkta gerçekleştirilen kırınım deneyinde; yarık düzlemi ile ekran arasındaki ortamın kırıcılık indisi ($n$), kullanılan tek renkli ışığın dalga boyu ($\lambda$), yarık genişliği ($w$) ve ekran ile yarık düzlemi arasındaki uzaklık ($L$) parametreleri değiştirilerek üç farklı düzenek kuruluyor:

* Birinci Düzenek: Kırıcılık indisi $n$ olan ortamda, dalga boyu $\lambda$ olan ışıkla, yarık genişliği $w$ ve ekran uzaklığı $L$ iken,
* İkinci Düzenek: Kırıcılık indisi $2n$ olan ortamda, dalga boyu $3\lambda$ olan ışıkla, yarık genişliği $2w$ ve ekran uzaklığı $L$ iken,
* Üçüncü Düzenek: Kırıcılık indisi $n$ olan ortamda, dalga boyu $2\lambda$ olan ışıkla, yarık genişliği $w$ ve ekran uzaklığı $2L$ iken deneyler yapılıyor.

Buna göre, bu düzeneklerde ekranlar üzerinde oluşan merkezi aydınlık saçak genişliklerini ($W_1$, $W_2$ ve $W_3$) küçükten büyüğe doğru sıralayınız.

Hava ortamında gerçekleştirilen bir tek yarıkta kırınım deneyinde, ekran üzerinde oluşan kırınım deseninde merkezi aydınlık saçağın ($A_0$) bir yanındaki birinci aydınlık saçağın ($A_1$) orta noktası ile diğer yanındaki ikinci karanlık saçağın ($K_2$) orta noktası arasındaki en kısa uzaklık $d$ olarak ölçülmektedir.

Buna göre, bu kırınım desenindeki saçak genişliği ($\Delta x$) aşağıdakilerden hangisine eşittir?

Karanlık bir laboratuvarda, tek renkli ve dalga boyu $\lambda_1 = 600\text{ nm}$ olan bir lazer kaynağı kullanılarak havada ($n_{\text{hava}} = 1$) ger��ekleştirilen tek yarıkta kırınım deneyinde, yarık genişliği $w$, yarık düzleminin ekrana uzaklığı ise $L$ kadardır. Bu durumda ekranın merkezinde oluşan merkezi aydınlık saçak genişliği $4,8\text{ mm}$ olarak ölçülmektedir.

Aynı deney düzeneğinde aşağıdaki değişiklikler yapılıyor:
- Yarık genişliği $2w$ yapılıyor.
- Yarık düzlemi ile ekran arasındaki uzaklık $3L$ yapılıyor.
- Yarık düzlemi ile ekran arasındaki ortam kırıcılık indisi $1,6$ olan şeffaf bir sıvı ile dolduruluyor.
- Işık kaynağı, dalga boyu $\lambda_2 = 480\text{ nm}$ olan başka bir lazer kaynağı ile değiştiriliyor.

Buna göre, son durumda ekran üzerinde oluşan merkezi aydınlık saçağın genişliği kaç milimetre ($\text{mm}$) olur?

Hava sıcaklığının her yerde aynı ve sabit olduğu rüzgarsız bir günde, sabit frekanslı ses dalgaları yayan bir kaynak yatay ve doğrusal bir yolda sabit $v_k$ süratiyle şekilde gösterilen yönde hareket etmektedir. Yol üzerinde hareketsiz duran Ali kaynağın arkasında, Veli ise önünde (kaynağın hareket yönünde) bulunmaktadır.

Buna göre, kaynağın hareketi süresince;
I. Veli'ye doğru yayılan ses dalgalarının havadaki sürati, Ali'ye doğru yayılan dalgalarınkinden büyüktür.
II. Veli'nin algıladığı sesin frekansı, Ali'nin algıladığı sesin frekansından büyüktür.
III. Ali'nin algıladığı ses dalgalarının dalga boyu, Veli'nin algıladığı ses dalgalarının dalga boyundan büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Durgun ve homojen hava ortamında sabit frekanslı ses dalgaları yayan bir kaynak ile bir gözlemcinin birbirine göre hareket durumları incelenmektedir.

Buna göre;

I. Kaynak, durgun gözlemciye doğru sabit hızla yaklaşırken gözlemciye ulaşan ses dalgalarının dalga boyu, kaynağın yaydığı dalgaların normal dalga boyundan daha küçük ölçülür.

II. Gözlemci, durgun kaynağa doğru sabit hızla yaklaşırken gözlemcinin algıladığı sesin frekansının artmasının nedeni, dalgaların ortamdaki yayılma hızının artmasıdır.

III. Kaynak ve gözlemci birbirine doğru hareket ederken, gözlemcinin birim zamanda algıladığı dalga tepesi sayısı artar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Doğrusal bir ray üzerinde sabit $v$ süratiyle hareket eden bir lokomotiften yayılan sabit $f$ frekanslı düdük sesi, ray kenarında bekleyen hareketsiz bir yolcu tarafından algılanmaktadır.

Yolcuya doğru yaklaşmakta olan lokomotifin çıkardığı ses dalgaları ile ilgili;

I. Yolcuya ulaşan ses dalgalarının yayılma hızı, lokomotif $v$ süratiyle hareket ettiği için havada yayılan normal ses hızından daha büyüktür.
II. Yolcunun algıladığı sesin frekansı, lokomotifin ürettiği $f$ frekansından daha büyüktür.
III. Yolcuya doğru ilerleyen dalgaların ardışık iki dalga tepesi arasındaki mesafe (dalga boyu), lokomotif durgun olsaydı oluşacak dalga boyundan daha küçüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Laboratuvarda gerçekleştirilen bir deneyde, esnek bir yayın ucuna ba��lanmış ses kaynağı yatay düzlemde basit harmonik hareket yapmaktadır. Kaynağın tam karşısında durgun hâlde bekleyen bir mikrofona bağlı bilgisayar programı, kaynaktan yayılan ses dalgalarının frekansını kaydetmektedir. Kaynağın ürettiği ses dalgalarının frekansı sabit $f_0$, yayıldığı ortamdaki sürati ise $v$ kadardır.

Ses kaynağının denge konumundan geçerek mikrofona doğru hareket ettiği an ile ilgili;

I. Programın kaydettiği frekans $f_0$ değerinden büyüktür.

II. Mikrofona ulaşan ses dalgalarının yayılma sürati $v$ değerinden büyüktür.

III. Mikrofona ulaşan ses dalgalarının dalga boyu, kaynağın durgun olduğu durumdakine göre daha küçüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Rüzgarsız ve durgun hava ortamında, doğrusal bir hat üzerinde aralarında belirli bir mesafe bulunan, özdeş ve sabit $f_0$ frekanslı ses dalgaları yayan iki hoparlör yere göre hareketsizdir. Bu iki hoparlörün arasında bulunan bir gözlemci, hoparlörleri birleştiren doğrultuda sabit $v$ hızıyla birinci hoparlörden uzaklaşıp ikinci hoparlöre doğru yürümektedir.

Buna göre, gözlemcinin hoparlörlerden gelen sesleri algılama sürecine ilişkin;

I. Gözlemcinin ikinci hoparlörden algıladığ�� sesin frekansı, $f_0$'dan büyüktür.
II. İkinci hoparlörden yayılan ses dalgalarının havadaki yayılma hızı, birinci hoparlörden yayılan ses dalgalarınınkinden daha büyüktür.
III. Hoparlörlerden yayılan ses dalgalarının havadaki dalga boyları birbirine eşittir.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Bir fizik laboratuvarında gerçekleştirilen deneyde, boşluk ortamında ilerleyen iki farklı elektromanyetik dalga incelenmektedir. Dalgalardan birincisi, yayılma doğrultusu yatay düzlemde doğu yönünde olan bir morötesi (UV) ışık; ikincisi ise aynı ortamda yayılan bir mikrodalgadır. Deney esnasında, morötesi ışığın elektrik alan vektörünün ($\vec{E}$) düşey doğrultuda ve yukarı yönlü olduğu tespit edilmiştir.

Buna göre, bu dalgalarla ilgili;
I. Morötesi ışığın bu andaki manyetik alan vektörü ($\vec{B}$) güney yönündedir.
II. Morötesi ışığın boşluktaki yayılma sürati, mikrodalganın boşluktaki yayılma süratinden büyüktür.
III. Morötesi ışığın frekansı, mikrodalganın frekansından büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Şekildeki koordinat sisteminde, boşlukta yayılmakta olan bir elektromanyetik dalganın belirli bir andaki elektrik alan vektörü ($\vec{E}$) $+y$ yönünde, manyetik alan vektörü ($\vec{B}$) ise $+z$ yönündedir.

Buna göre, bu elektromanyetik dalga ile ilgili;

I. Dalganın yayılma yönü $+x$ yönündedir.
II. Elektrik alanın büyüklüğü ($E$) ile manyetik alanın büyüklüğü ($B$) arasında $E = B \cdot c$ ilişkisi vardır.
III. Dalganın frekansı artırılırsa boşluktaki yayılma hızı da artar.

yargılarından hangileri doğrudur? ($c$: ışık hızı)

Bir uzay aracından Dünya'ya gönderilen bir elektromanyetik sinyal, boşluk ortamında $+x$ yönünde ilerlemektedir. Bu sinyalin elektrik alan bileşeninin $+y$ yönünde salınım yaptığı tespit edilmiştir.

Buna göre, söz konusu elektromanyetik dalga ile ilgili;

I. Dalganın manyetik alan bileşeni $+z$ yönünde salınım yapmaktadır.
II. Bu sinyalin yayılma hızı, uzay aracından gönderilen görünür ışık dalgalarının boşluktaki yayılma hızından daha büyüktür.
III. Elektrik alan ($\vec{E}$), manyetik alan ($\vec{B}$) ve dalganın yayılma doğrultusu ($\vec{c}$) vektörleri birbirine diktir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Elektromanyetik dalgaların genel özelliklerini ve boşluktaki yayılma davranışlarını inceleyen bir grup öğrenci, bu dalgalarla ilgili aşağıdaki ifadeleri tartışmaktadır:

I. Elektromanyetik dalgalar, elektrik yüklerinin ivmeli hareket yapması sonucunda oluşur ve yayılmaları için maddesel bir ortama ihtiyaç duymazlar.

II. Boşlukta yayılan bir elektromanyetik dalganın elektrik alan ($\vec{E}$), manyetik alan ($\vec{B}$) ve yayılma hızı ($\vec{v}$) vektörleri birbirine diktir; bu doğrultular arasındaki ilişki $\vec{E} \times \vec{B}$ vektörel çarpımının yönünün $\vec{v}$ ile aynı yönde olmasıyla belirlenir.

III. Boşlukta yayılmakta olan ve frekansı yüksek olan morötesi ışınların yayılma hızı, frekansı daha düşük olan radyo dalgalarının yayılma hızından daha büyüktür.

Buna göre, öğrencilerin tartıştığı bu ifadelerden hangileri doğrudur?

Elektromanyetik dalgaların oluşumu, yayılma özellikleri ve karakteristikleri ile ilgili;

I. Sabit hızla hareket eden elektrik yüklü bir parçacık çevresinde hem elektrik hem de manyetik alan oluşturmasına rağmen boşlukta elektromanyetik dalga yayamaz.

II. Boşlukta yayılmakta olan bir elektromanyetik dalganın elektrik alan bileşeninin genliğinin manyetik alan bileşeninin genliğine oranı ($E/B$), dalganın frekansı arttıkça artar.

III. Morötesi ışınlar ve mikrodalgaların her ikisi de enine dalga olup polarize edilebilirler.

yargılarından hangileri doğrudur?

Elektromanyetik spektrumda yer alan farklı dalga türleri, kendilerine özgü oluşum mekanizmaları ve ayırt edici fiziksel özelliklere sahiptir.

Buna göre, sol sütunda verilen elektromanyetik dalga türlerini, sağ sütundaki oluşum özellikleri ve fiziksel etkileriyle doğru şekilde eşleştiriniz.