Transcript Slayt 1
ÇİFT YARIKTA GİRİŞİM 3. Karanlık saçak Işık dalgaları 2. Aydınlık saçak 2. Karanlık saçak 1. Aydınlık saçak 1. Karanlık saçak Merkezi aydınlık saçak 1. Karanlık saçak 1. Aydınlık saçak 2. Karanlık saçak 2. Aydınlık saçak fant 3. Karanlık saçak P Xn d L Yol farkı=S d .sin Xn d Xn sin L Xn S d . L P noktasının aydınlık olma şartı; Xn d. n L P noktasının karanlık olma şartı; Xn 1 d. ( n ) L 2 n: kaçıncı aydınlık yada karanlık saçak olduğunu gösterir. S.1. Çift yarıkta yapılan bir girişim deneyinde perde üzerindeki 2. aydınlık saçağın kaynaklara uzaklıkları farkı ΔS1 3. karanlık saçağın kaynaklara uzaklıkları farkı ΔS2 dir. Buna göre ΔS1 /ΔS2 oranı kaçtır? A)1/2 B)3/4 C)4/3 D)4/5 C.1. E) 5/4 Aydınlıksaçakiçin yol farkı; S1 n n 2 için S1 2 1 1 S 2 (n ) için S 2 (3 ) 2 2 3 2 1 5 S 2 ( ) S 2 ( ) 2 2 S1 2 4 S 2 5 5 2 S.2.Çift yarıkla yapılan girişim deneyinde PS1-PS2=2,5λ olduğuna göre,P noktası hangi girişim saçağı üzerindedir? C.1. S (n 1 ) 2,5 (n 1 ) 2 2 2,5 (n 1 ) 2,5 ( 2n 1) 2 2 5 2n 1 5 1 2n 6 2n n 6 3 2 P S S1 Ao S2 L S.3. Young deneyinde dalga boyu λ1=6000 A olan ışık kullandığında ekran üzerindeki bir noktada 3.aydınlık saçak oluyor.Aynı deneyde dalga boyu kaç A olan Işık kullanıldığında aynı noktada 5. Karanlık saçak oluşur? X1 1.n.L d X1 X 2 6000.3.L d X2 1.n.L d 1 2 1 2 2 .(n ).L d 2 .(n ).L 1 2 2 .(5 ).L d d 1 6000.3 2 .(5 ) 18000 9 2 2 2 2000 2 2 2 4000 Young deneyinde girişim deseni üzerinde alınan bir p noktası 4 karanlık üzerinde olduğuna göre yol farkı kaç olur? P K1 K2 2. Tek yarıkla yapılan kırınım deneyinde perde üzerinde meydana galan merkezi aydınlık saçağın genişliğini azaltmak için, n : Ortamın kırıcılık indisi L : Yank düzlemi ile perde arası uzaklık w. Yarığın genişliği λ : Işığın dalga boyu niceliklerinden hangileri artırılmalıdır? A) Yalnız n çözüm : B) n ya da L C) w ya da λ L x D) L yada λ wn E) w ya da n merkezi aydınlık saçağın genişliği; 2x 2 L buna göre L ve ' dır. wn Şekilde görülen O1 ve O2 yarıklarına tek renkli Parelel ışık demeti gönderilerek ekran üzerinde girişim saçakları eldeediliyor.n karanlık çixginin orta aydınlık çizgiye uzaklığı x olduğuna göre ışığın dalga boyunu veren bağıntı nedir? A)dx/Ln(n+1) B) 2dx/L(n+1) C) dx/Ln(2n-1) D) dx/L(2n-1) E) 2dx/L(2n-1) S.3.1Şekilde görülen O1 ve O 2 yarıklarına tek renkli, paralel ışık demeti gönderilerek ekran üzerinde girişim saçakları elde ediliyor. n inci karanlık çizginin, orta aydınlık çizgiye uzaklığı x olduğuna göre ışığın dalga boyunu veren bağıntı nedir? bx 2bx 2bx A) B) C) an(n 1) a(n 1) a(2n 1) bx 2bx D) E) a(n 1) a (2n 1) d aralıklı iki dar yarıktan x uzaklığında bulunan kaynak dalga boylu ışık yaymaktadır. Yarıklardan L uzaklığında ve yarıklar düzlemine paralel olan ekran üzerindeki girişim saçakları için aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) Yarıklar arası uzaklık d/2 ye indirilirse, saçak aralığı da iki katına çıkar. B) Ekranın yarıklara uzaklığı 2L olursa, saçak genişliği yarıya iner. C) Yarıklarla ekran arası n=1,5 indisli olan bir madde ile doldurulursa, saçak genişliği 1,5 kat artar. D) Işığın dalga boyu iki kat artarsa, saçak genişliği de yarıya iner. E) Kaynak,yarıklardan x/2 uzaklığına getirilirse,saçak genişliği de iki katına çıkar. C 1 Young deneyinde girişim saçaklarının λ.L dır. Saçakların d.n genişliği, fant ile ekran arası L uzaklığı ve Δx genişliği; ΔΧ = kullanılan ışığın dalga boyu ile doğru orantılı, yarık genişliği (d) ile ve ortamın kırıcılık indisiyle ters orantılıdır. Verilen şıklar incelenirse doğru şıkkın D olduğu görülür. S.1. Şekildeki çift yarıkla girişim deneyinde, yarıklar düzlemi 1. konumda iken, perdedeki girişim saçaklarının aralıkları ΔΧ1, 2. konumda iken de ΔΧ2 oluyor. Yarıklar düzlemi 2. konumda iken, aşağıdaki değişikliklerden hangisi yapılırsa ΔΧ2 = ΔΧ1 olur? A) Perdeyi yarıklar düzleminden uzaklaştırmak B) Daha büyük dalga boylu ışık kullanmak C) Perdeyi yarıklar düzlemine yaklaştırmak D) Işık kaynağını yarıklar düzleminden uzaklaştırmak E) Daha büyük dalga boylu ışık kullanmak Girişim desenindeki x saçak aralığı, L d Ancak yarıklar düzlemi açısı kadar döndürüldüğünde, görünür yarıklar aralığı d . cos olur. L Öyleyse d .cos Yani x artar. 2 > 1 , dir. 2 = 1 , olması için ya L ya da küçültülmeli veya d büyültülmelidir. Şekilde görülen h kalınlığındaki film kırmızı ve mor ışık karışımı ile aydınlatılmaktadır. Bu film, normale yakın doğrultuda P noktasından bakıldığında kırmızı, K noktasından bakıldığında da mor renkte görünüyor. Bu olay aşağıdakilerden hangisiyle açıklanabilir? A) Kırılma, soğurma B) Kırınım, soğurma C) Yansıma, kırılma, kırınım D) Kırılma, yansıma, girişim E) Kırılma, kırınım, girişim Işık saydam ortamı geçerken bir kısmı kırılırken, bir kısmı da yansımaya uğrar. Saydam ortamın alt kısmına geçen ışınlar ve üst kısmına dönen ışınlarda yansıma ve kırılma olmuştur. Bu ışınların girişimleri sonucunda P noktasında kırmızı, K noktasında mor renk görülmüştür. Cevap - C Şekildeki gibi hazırlanmış çift yarıkla girişim deneyinde merkezi aydınlık saçak Mo noktasında oluşuyor. S2 yarığına saydam ve çok ince bir levha konursa, merkezi aydınlık saçak bundan nasıl etkilenir? A) Genişliği azalır. B) Genişliği artar. C) 1 yönünde kayar. D) 2 yönünde kayar. E) Parlaklığı azalır. Işığın cam içindeki hızı, havadakinden küçüktür. S1 ve S2 yarıklarına aynı anda gelen iki ışıktan S2 yarığına gelenin, hızı azaldığı için gecikir ve yarıklar arasında faz farkı oluşur. S2 yarığı geciken kaynak olduğundan, desen geciken kaynak tarafına doğru yani 2 yönünde kayar. Cevap - D SORU o Bir, çift yarıkla girişim deneyinde, 1 = 4000 A , o 2 = 6000 A dalgaboylu ışık veren K kaynağı kullanışmıştır.Elde edilen girişim deseninde, 1dalga boylu ışığın 5. karanl1k saçağı, 2 dalga boylu ışığın hangi saçağıyla çakışır? (KS1 =KS2 ) A) 3. aydınlık C) 4. ayd1nl1k E) 5. karanlık B) 3. karanlık D) 4. karanlık CEVAP 1 ve 2 dalga boyu ışıklarla perde üzerindeki aynı noktada oluşan saçak sorulduğuna göre, yol fark1 her iki durumda da ayn1 demektir.Karanık saçak için, 1 )4000 2 Yol farkı = 18000 °A olur. Yol farkı =( 5- Bu yol farkı 2 dalga boylu ışığın tam katına eşit olduğu için, perde üzerinde 5. karanlık saçağın olduğu yerde aydınlık saçak oluşacaktır. Buna göre, kaçıncı aydınlık saçak olduğunu bulalım. Yol farkı = n . 2 18000 = n .6000 n = 3 olur. 3. aydınlık saçak oluşur. Şekildeki çift yarıkla girişim deneyinde aşağıdaki niceliklerden hangisi değiştiğinde, saçak aralığı değişmez? A) d, yarıklar arası uzaklık B) L, yarıklar düzlemi ile perde arasındaki uzaklık C) A, kullanılan ışığın dalga boyu D) I, kullanılan ışığın şiddeti Perdede oluşan girişim deseninde iki aydınlık E) n, ortamın kırıcılık indisi ya da iki karanlık saçak arası uzaklık, ΔΧ =λL/nd bağıntısı ile hesaplanır. Buna göre, Δx mesafesi; L,λ ve d ye bağlıdır. L,yarıklar düzleminin perdeye uzaklığı; λ,dalga boyu; n, ortamın kırılma indisidir. Görüldüğü gibi, saçak aralığı n ye de bağlıdır. Kullanılan ışığın (I) şiddetine bağlı değildir. ışık şiddeti kaynağın birim zamanda yaydığı foton sayısı ile ilgili bir büyüklüktür. Soru. Tek yarıkla yapılan kırınım deneyinde A dalga boylu ışık kullanılmıştır. Yarık düzlemine paralel bir perde üzerinde bulunan P noktasının yarığın kenarlarına uzaklıkları farkı 9λ/2 dır. Bu P noktasındaki girişim saçağı aşağıdakilerden hangisidir? A) 4. karanlık B) 4. aydınlık C) 5. karanlık D) 5. aydınlık E) 9. aydınlık Tek yarıkla yapılan kırınım deneyinde perde üzerindeki bir P noktasının yarığın kenarlarına uzaklıkları farkı; 1 S=(n+ ) ise P aydınlık saçak 2 S=n ise P karanlık saçak olur. n, saçak numarasını göstermektedir. Yol farkı, dalga boyunun kesirli katı 9/2. verildiğine göre, P ayd1nlık saçaktır. 1 9/2. (n+ ) 2 4 ; 4. aydınlık saçaktır Bir Young deneyinde, çift yarık düzlemi ile perde arasındaki uzaklık L1 iken 5. aydınlık saçağın merkezi saçağa uzaklığı x oluyor. Çift yarık düzlemi ile perde arasındaki uzaklık L2 olduğunda ise, aynı x uzaklığında 4. karanlık saçak oluşuyor. Buna göre, L1/L2 oranı kaçtır? (Kullanılan ışık tek renklidir; x uzaklığı L1 ve L2den çok küçüktür.) A)3/2 B)5/2 C) 7/10 D) 4 E) 7/9 Young deneyinde kaynaklardan çıkan ışığın perde üzerindeki bir noktaya olan yol farkı, ışığın dalga boyunun tam katlarına eşit olursa aydınlık, buçuklu katlarına eşit olursa karanlık saçak oluşur. x = n ise, aydınlık L x 1 Yol farkı = d = (n- ) ise,ise, L 2 karanl1k saçak oluşur. Yol fark1 = d d x x 1 = n ve d = (n- ) L1 L2 2 d x =5 L1 d x 1 x 7 = (4- ) d = L2 2 L2 2 dx 2dx L2 5 7 dx L1 5 L 7 .dx 7 1 L 2 2dx L 2 5 .2dx 10 7 L1 Şekildeki tek yarıkta girişim deneyinde, yarık genişliği w= 10-2 cm, yarığın perdeye uzaklığı L = 3 x 102 cm yarığı aydınlatan ışığın dalga boyu da λ= 4x10-5 cmdir. Buna göre, merkezi saçağın ortasından x = 6 cm uzaklıktaki P noktasında hangi saçak oluşur? A) 3. karanlık B) 4. aydınlık C) 4. karanlık D) 5. aydınlık E) 5. karanlık Tek yarıkla yapılan girişim deneyinde saçak aralığı, .L 4.105.4.102 1, 6 cm w 10-2 O'P arası uzaklık 8 cm olduğuna göre, = = P noktasında 5. karanlık saçak oluşur. SORU: Çift yarıkla yapılan bir girişim deneyinde, perdedeki ardışık iki karanlık saçak arasındaki uzaklık ΔΧ oluyor. ΔΧ in azalması İçin, L : perdeyle yarık düzlemi arasındaki uzaklık v : kullanılan ışığın frekansı d : yarıklar arası uzaklık niceliklerinden hangilerinin azalması gerekli ve yeterlidir? A) Yalnız L B) Yalnız d C)Yalnız v D) ν ve d E) d ve L cevap Perdedeki ardışık iki karanlık veya ardışık iki aydınlık saçak arasındaki X uzaklığı, X = .L d bağıntısından bulunur. Buradaki , ışığın havadaki dalga boyu olup = c dir. c.L olur .d X in artması için, verilen niceliklerden sadece Bu durumda saçak aralığı, X= L nin artması yeterlidir. SORU. Kırma indisi n = 1,5 olan, şekildeki ince ve saydam zar üzerine, I ışık demeti normale yakın olarak düşürülüyor. Havadaki dalga boyu olan ışınlar zarın üst ve alt yüzeylerinden yansıyarak giriştiğinde zarın üst yüzeyi aydınlık oluyor. Buna göre, zarın d kalınlığı aşağıdakilerden hangisi olabilir? A) /6 D) 2 /3 B) /4 E) 3 /4 C) 3 /8 CEVAP Işığın geldiği taraftaki zar yüzeyinin aydınlık olması için zar kalınlığı olmalıd1r. d=(2k-1) d=(2k-1) d=(2k-1) zar 4 zar 4.n zar n zar d=(2k-1) 4.1,5 6 k=1,2,3.......................değerlerinde üst yüzey aydınlık olur. k=1 için d= 6 dır. SORU: Young deneyinde, perdedeki bir K noktasında, 1 dalga boylu ışık kullanıldığında 2. aydınlık, 2 dalga boylu ışık kullanıldığında 3. karanlık saçak oluşuyor. Buna göre, 1 /2 oranı kaçtır? A) 2/3 B) 4/5 C)1 D) 5/4 E) 3/2 CEVAP Young deneyinde aydınlık saçaklar için yol farkı, ΔS =n.λ karanlık saçaklar için ise, 1 ΔS = (n - ).λ dir. 2 Perdedeki K noktasının yeri değişmediğine göre, merkezi ayd1nl1ğa uzakl1ğı değişmemiştir. Bu uzaklığa Xn denilirse aydınlık saçak için, λ.L bağıntısı ile hesaplanır. d aydınlık saçak için, Xn =n 1 λ.L Xn = (n - ) 2 d Buradan, λ1 dalga boylu ışık için, λ1 .L ve λ2 dalga boylu ışık için, d 1 λ .L Xn = (n - ) 2 bulunur. 2 d λ .L 1 λ .L 5 λ2 .L Xn = 2. 1 ve Xn = (3- ) 2 Xn = d 2 d 2 d λ .L 5 λ 2.L λ 5 2. 1 = 1 = d 2 d λ2 4 Xn =n SORU: Karanlık odada yapılan bir Young deneyinde (çift yarıkta girişim) kullanılan ışık kaynağı, yalnız tek dalga boylu kırmızı ile tek dalgaboylu yeşil renklerin karışımından oluşan ışık yayıyor. Bu deneyde kullanılan beyaz perdede, aşağıdakilerden hangisi oluşmaz? A) Kırmızı aydınlık saçak B) Yeşil aydınlık saçak C) Sarı aydınlık saçak D) Beyaz aydınlık saçak E) Karanlık saçak CEVAP Kırmızı ve yeşil ışık renklerinin karışımından oluşan ışığın rengi sarıdır. Girişim deneyinde, perdede olan girişim saçakları aydınlık ya da karanlık saçaklar şeklindedir. Aydınlık saçaklar ise ışık kaynağının renklerinden ya da karışım renginden olabilir. Dolayısıyla ile saçaklar, kırmızı aydınlık saçak, yeşil aydınlık saçak ya da sarı aydınlık saçak olurken, beyaz aydınlık saçak oluşmaz. SORU: λ dalga boylu ışık kullanılarak yapılan tek yarıkta deneyinde desen üzerindeki 3. aydınlık saçağın yarığın kenarlarına olan uzaklıkları arasındaki fark kaç λ dır? A) 1 B) 3/2 C) 4 D) 7/2 E) 5/2 1 Yol farkı S (n ) 2 n 3 için 1 7 S (3 ) 2 2 aydınlık saçaklariçin Tek yarıkla ve λ dalga boylu tek renkli ışıkla yapılan bir kırınım deneyinde girişim deseni üzerindeki bir K noktasının yarığın uçlarına olan uzaklıkları arasındaki fark (yol farkı) 4λ dır. Buna gore, K noktası hangi saçak üzerindedir? A) 1. aydınlık Tek yarıkla kırınım deneyinde B) 2. aydınlık S n ise karanlıksaçak oluşur. C) 2. karanlık D) 3. aydınlık Öyle ise, S 4 E) 4. karanlık 4 n n 4 olur. Daha iyi olmaya çalışmayan iyi olarak da kalamaz… Oliver Cromwell