Modern Fizik

Özel görelilik kuramına göre, bir eylemsiz referans çerçevesinde farklı konumlarda aynı anda (eş zamanlı) gerçekleşen iki olay, bu çerçeveye göre ışık hızına yakın sabit hızla hareket eden başka bir eylemsiz referans çerçevesindeki gözlemciye göre de eş zamanlı olarak gerçekleşir.

Siyah cisim ışıması yapan aşağıdaki kaynakların, maksimum şiddette ışıma gerçekleştirdikleri tepe dalga boylarını ($\lambda_{max}$) en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

Astronomlar, uzak bir galakside yer alan iki farklı yıldızın y��zey sıcaklıklarını ve bu yıldızların yaydığı elektromanyetik dalgaları incelemektedir. Yapılan ölçümlere göre, birinci yıldızın yüzey sıcaklığı $T_1 = 6000\text{ K}$, ikinci yıldızın yüzey sıcaklığı ise $T_2 = 3000\text{ K}$ olarak belirlenmiştir. Yıldızların mükemmel birer siyah cisim gibi davrandığı kabul edilmektedir.

Buna göre, birinci yıldızın birim yüzeyinden birim zamanda yaydığı toplam ışıma enerjisinin ($E_1$), ikinci yıldızınkinden ($E_2$) oranı $\frac{E_1}{E_2}$ ve bu yıldızların maksimum şiddette yaptığı ışımaların tepe dalga boylarının oranı $\frac{\lambda_1}{\lambda_2}$ sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

Bir fotoelektrik olay deneyinde, bir fotosel lambanın katot yüzeyine dalga boyu $\lambda$ olan tek renkli ışık düşürüldüğünde, kopan fotoelektronları durdurabilen kesme potansiyel farkı $V$ olmaktadır.

Aynı fotoselin katot yüzeyine dalga boyu $\frac{\lambda}{2}$ olan tek renkli ışık düşürüldüğünde fotoelektronların kesme potansiyel farkı $3V$ olduğuna göre, katotta kullanılan metalin eşik dalga boyu kaç $\lambda$'dır?

Bir fotosel lambanın katot yüzeyine tek renkli ve saniyede düşen foton sayısı sabit olan bir ışık demeti gönderilmektedir. Bu durumda devrede fotoelektrik ak��m oluştuğu gözlenmektedir.

Buna göre, fotoselde kullanılan katot metalinin bağlanma (eşik) enerjisi daha küçük olan başka bir metal ile değiştirilmesi durumunda devrede oluşan;

I. Kesme potansiyel farkı ($V_k$)

II. Maksimum akım şiddeti ($I_{maks}$)

III. Devreye üreteç bağlı değilken oluşan akım şiddeti ($I_0$)

niceliklerinden hangileri artar?

Aynı fotosel lamba kullanılarak yapılan üç farklı fotoelektrik olay deneyinde; katot metaline düşürülen ışığın frekansı, katot yüzeyine birim zamanda çarpan foton sayısı ve bu deneyler sonucunda ��lçülen kesme potansiyel farkları ($V$) ile maksimum akım şiddetleri ($I$) aşağıdaki tabloda verilmiştir (Işığın frekansı, katotta kullanılan metalin eşik frekansından büyüktür):

Buna göre; kesme potansiyel farkları ($V_1, V_2, V_3$) ve maksimum akım şiddetleri ($I_1, I_2, I_3$) arasındaki ilişkiler aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

Bir fotoelektrik olay düzeneğinde, katot yüzeyi üzerine toplam gücü $P$ olan ve frekansı $f$ olan ışık yayan noktasal bir kaynak yerleştirilmiştir. Bu durumda katottan sökülen fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi $E_k$, devrede ölçülen maksimum akım şiddeti ise $I_{\text{maks}}$ olmaktadır.

Işık kaynağı; toplam gücü yine $P$ olan fakat frekansı $2f$ olan başka bir noktasal kaynakla değiştirilirse, $E_k$ ve $I_{\text{maks}}$ değerlerinin ilk duruma göre değişimi hakkında aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Fotoelektrik akım elde edilen bir deney düzeneğinde, katot levhasına çarpan tek renkli ışığın frekansı artırılıyor.

Buna göre, devredeki ışık akısı sabit tutulurken;

I. Sökülen elektronların maksimum kinetik enerjisi,
II. Devrede ulaşılabilen en büyük akım şiddeti ($I_{\text{maks}}$),
III. Katot metalinin bağlanma enerjisi

niceliklerinden hangileri artar?

Bir fotosel lambanın katot yüzeyine tek renkli bir ışık demeti gönderildiğinde devrede fotoelektrik akım oluşmaktadır. Bu fotosel lambaya gönderilen ışığın frekansı artırılırken katot yüzeyine birim zamanda düşen foton sayısı (foton akısı) sabit tutulmaktadır.

Buna göre;
I. Devrede oluşan maksimum fotoelektrik akım şiddeti ($i_{\text{maks}}$)
II. Katottan kopan fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi ($E_{\text{k}}$)
III. Fotosel devrenin kesme gerilimi ($V_{\text{k}}$)

niceliklerinden hangileri artar?

Bir uzay aracı, Dünya'daki bir gözlemciye göre $v = 0,8c$ ($c$: ışık hızı) sabit hızıyla hareket etmektedir. Uzay aracının içindeki astronotlar, kendi eylemsiz referans sistemlerinde toplam $12$ saat süren bilimsel bir deney yapmaktadır. Buna göre, Dünya'daki durgun gözlemciye göre bu deneyin tamamlanması kaç saat sürmüştür?

Dünya'ya göre $v = 0,8c$ sabit hızıyla hareket etmekte olan bir uzay gemisinin içindeki astronot, geminin zeminindeki bir kaynaktan tavana doğru dik doğrultuda bir lazer sinyali gönderiyor. Sinyal tavandaki aynadan yansıyarak tekrar kaynağa ulaşıyor. Astronot bu olayın gerçekleşme süresini kendi kol saatine göre $\Delta t_0$ olarak ölçüyor. Dünya'da durgun olan bir gözlemci ise aynı olayın gerçekleşme süresini kendi saatine göre $\Delta t$ olarak ölçüyor.

Buna göre, özel görelilik kuramı çerçevesinde;

I. Dünya'daki gözlemciye göre astronotun kol saati Dünya'daki bir saate kıyasla daha hızlı çalışmaktadır ($\Delta t < \Delta t_0$).
II. Hem astronot hem de Dünya'daki gözlemci lazer ışığının hızını $c$ olarak ölçer.
III. Dünya'daki gözlemciye göre lazer ışığının izlediği toplam yol, astronotun kendi referans sisteminde ölçtüğü yoldan daha uzundur.

yargılarından hangileri doğrudur? (c: ışık hızı)

Bir fotosel lambanın katot yüzeyine önce $f$ frekanslı tek renkli $X$ ışık demeti, ardından saniyedeki foton sayısı $X$ ile aynı olan $2f$ frekanslı tek renkli $Y$ ışık demeti ayrı ayrı gönderiliyor. Her iki durumda da devrede fotoelektrik akım oluştuğu gözleniyor.

Buna göre, $Y$ ışık demetinin oluşturduğu akımın gerilime bağlı grafiğinde;

I. Maksimum akım şiddeti ($I_{\text{max}}$)
II. Kesme potansiyel farkı ($V_k$)
III. Kopan fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi ($E_k$)

niceliklerinden hangileri $X$ ışık demetininkine göre daha büyüktür?