10. Sınıf. Soru Kitabı. Optik. Ünite. 2. Konu Işığın Yansıması ve Düzlem Aynalar. Test Çözümleri. Lazer Işınının Elde Edilmesi

Transkript

1 10. Sınıf Soru itabı 4. Ünite ptik 2. onu şığın ansıması ve Düzlem ynalar Test Çözümleri azer şınının Elde Edilmesi

2 2 4. Ünite ptik Test 1 in Çözümleri i i 2 2 ışını 1 ve 2 larından şekildeki gibi yansır. Şekilde görüldüğü gibi i 1 = i 2 = 60 olduğundan; ışık ışını şekilde gösterildiği gibi lardan toplam 3 defa yansıdıktan sonra sistemi terk eder. i 1 = 1 bulunur. i n = bağınıtsına göre; i 11 = i i = 30 bulunur ışık ışını şekilde gösterildiği gibi bir yol izler. Buna göre ışık ışını yansımalar sonucu noktasından geçer ışınının lardan 3 kez yansıdıktan sonra kendi üzerinden geri dönebilmesi için şekildeki gibi bir yol izlemesi gerekir. Bu durumda a açısı 60 olur.

3 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R ralarında a açısı bulunan ve kesişen iki arasındaki bir cismin görüntü sayısı; 360 n = a - 1 bağıntısı ile bulunur. Buna göre; 360 n = - 1 = 7 görüntü bulunur. 45 düzlem Bir cismin düzlem daki görüntüsü ya göre simetriktir. Bu durumda cisminin görüntüsü cismi olur. anıt dır. 6. şıklı cisminin ve larındaki görüntüsü 1 dir. şıklı cisminin Z ve T larındaki görüntüsü 2 dir. Buna göre toplam 2 görüntü oluşur. Z 1 2 T anıt dır cisminin 1 ve 2 larındaki görüntüleri şekildeki gibidir. Buna göre cisminin görüntülerinden biri dir. anıt E dir.

4 4 4. Ünite ptik (1) (2) 1 2 Şekilde gösterildiği gibi göz, her iki da da,,,, noktalarının görüntülerini görebilir. anıt E dir. (3) Şekillerde gösterildiği gibi sistemlerin hepsinde cisminin 2 görüntüsü oluşur. Buna göre sistemlerde oluşan görüntü sayıları eşit olup n 1 = n 2 = n 3 tür. anıt dır. 12. Düz da bir cismin görüntüsü eksenine göre simetriktir. Şekil deki gibi 1 numaralı ışıklı cisimden çıkan ışınların her yansıması bir görüntü oluşturur. Buna Şekil göre 1 numaralı cismin toplam 3 görüntüsü oluşur. ani n 1 = 3 olur C Şekil 3 Düzlem da cisim ve görüntüsü birbirinin simetriğindedir. Bir başka ifadeyle, sistem ekseninde katlandığında cisimle görüntüsü çakışır. Şekil deki gibi 2 numaralı ışıklı cisimden çıkan ışınların her yansıması bir görüntü oluşturur. Bu durumda 2 numaralı cismin 2 görüntüsü oluşur. ani n 2 = 2 olur.

5 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R 5 Test 2 in Çözümleri 1. düzlem 4. Z T 2 1 noktasından düzlem nın kenarlarına ışınlar gönderelim. ansıyan ışınlar arasında kalan bölge, noktasındaki gözün görüş alanıdır. noktasından bakan göz - noktaları arasını görür. anıt dır. noktasından 1 düzlem sına bakan göz, 2 sının yardımıyla taralı bölgeyi görebilir ışınının sistemde izlediği yol şekildeki gibidir. Buna göre ışını sistemi 4 numaralı yoldan terk eder R 2 S noktasındaki ışık kğının 1 sındaki görüntüsü Sl noktasındadır. Sl noktasının 2 sındaki görüntüsü noktasındadır. Bu nedenle noktasından 2 sına bakan gözlemci, S cismini noktasında görür. 1 S anıt E dir yatay yatay yna Şekil deki gibi iken görüntüsü arkasında eşit boyda ve sanal olarak oluşur. Cismin yeri değişmemek şartıyla ok ile gösterilen yönde 45 döndürüldüğünde daki görüntü aynı yönde 90 döner.

6 6 4. Ünite ptik 6. düzlem düzlem 8. 3 S 2 y y x x Şekil dikkatlice incelendiğinde ilk görüntüler arasındaki uzaklık 2x + 2y dir. x + y = d olduğundan, 2x + 2y = 2d bulunur. S ışıklı cisminden çıkan ışınlar dan yansıdıktan sonra taralı bölgeyi aydınlatır. ydınlatılan bölgede bulunan gözler, S ışıklı cisminin görüntüsünü görür. Buna göre, 1 gözlemcisi S ışıklı cismini göremez. 1 anıt dır. 9. düzlem perde h 7. 1 ukarıdaki şeklin belirli bir kısmını büyüterek aşağıdaki gibi yeniden çizelim h 2 h 4 şık yolu tersinirdir. ani ışık hangi yoldan geldiyse o yoldan geri dönebilir. özden noktasına doğru bir ışık gönderelim. önderdiğimiz ışık hizasındaki 3 noktasından geçtiğine göre, cisim 3 noktasındadır. engel arı gölgenin uzunluğu; h h h - = bulunur h perde

7 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R V R ynaları uzunmuş gibi düşündüğümüzde ışıklı cisminin ve V noktalarında görüntüleri oluşur. 2 Cismin ve görüntülerin ların kesişme noktası olan ya olan uzaklıkları eşit olmalıdır. noktası diğerlerine göre ya daha yakındır. 11. duvar düzlem ynaya yaklaştıkça görüş alanı artar. ynaya en yakın gözlemci olduğundan nin görüş alanı en büyüktür. özlemcilerin duvar üzerinde gördükleri bölgelerin büyüklük ilişkisi > = şeklindedir. anıt E dir.

8 8 4. Ünite ptik Test 3 ün Çözümleri noktasının Z sındaki görüntüsü l noktasındadır. l gö- B rüntüsünün sındaki görüntüsü noktasındadır. Cismin yeri sabit kalmak şartıyla α kadar dönerse cismin daki görüntüsü 2α kadar döner. Bu şekilde düşünülerek sorumuz çözülebilir. 2. noktasındaki gözlemci, yalnız 2 sına bakarak görüntüsü taralı kısım içinde kalan noktaları görebilir noktası görüş alanı dışındadır. Bu nedenle noktasından bakan gözlemci yi göremez. ve görüş alanı içinde olduğu hâlde cismi bunların görünmesini engeller. Bu nedenle gözlemci yalnızca ve Z yi görebilir. Z

9 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R 9 5. perde düzlem 7. S V U T Z top B dan ve l ünden çıkan ışınlar şekildeki gibi çizildiğinde cevabın D olduğu bulunur. ışıklı cisimden çıkan ışınlar önce sı, sonra da B sından yansıtırsak S noktaları arasının aydınlanmış olduğunu görürüz. anıt E dir. 6. düzlem 8. 1 S S U T Z şık kklarının düzlem ya olan uzaklıkları eşit olduğu için aydınlattıkları bölgenin alanları da eşit olur. 2 S cisminin 1 sındaki görüntüsü Sl noktasındadır. Bu görüntünün 2 sındaki görüntüsü de noktasında oluşur. anıt E dir.

10 10 4. Ünite ptik D B C E Taralı bölge noktasına göre, sının görüş alanıdır. Sadece B noktası görüş alanı içinde kalmaktadır. B noktası sında da görülür. özün görüntüsünden cismine ve cisminin görüntüsüne ışınlar gönderirsek,, cisimlerinin görülemediği anlaşılır. anıt E dir T U S 2 1 noktasındaki gözlemci sında x 1 = 2 birim görür. ynı gözlemci sında da x 2 = 2 birim görür. Bu gözlemci sında x 3 = 3 birim görür. x 3 > x 1 = x 2 bulunur. anıt E dir. Düz da görüntü bulunurken cismin eksenine göre simetriği alınır. şınlar önce 1, sonra 2 sında yansıdığına göre, S ışık kğının 1 sındaki görüntüsü U noktasında oluşur. Bu görüntünün 2 sındaki görüntüsü ise noktasında oluşur. anıt dır.

11 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R 11 Test 4 ün Çözümleri 3. perde V 2 ışık top Topun kenarlarından ışınlar gönderirsek şekildeki gibi tam gölge oluştuğunu görürüz. 1 noktasından çıkan ışınlar önce 2, sonra da 1 sında yansıtılırsa ve noktalarının görüş alanı içinde kaldığı görülür. 2. noktasında çıkan ışınları önce sında sonra da sında yansıtırsak ve noktalarının görüş alanı içinde kaldığını görürüz B 45 Cismin yeri sabit kalmak şartıyla hangi yönde α kadar dönerse görüntüsü de aynı yönde 2α döner. uralı işletilince anıt C olarak bulunur.

12 12 4. Ünite ptik V gelen ışın 50 (2) (1) yna α kadar dönerse yansıyan ışın 2α kadar döner. Şekilde görüldüğü gibi yansıyan ışın saat ibresi yönünde 100 dönmüştür. Buna göre, saat ibresi yönünde 50 döndürülmüştür. V ve V ün görüş alanlarını çizersek her iki gözlemcinin de birbirlerini göremediği anlaşılır. 6. R B 8. S S R S Sadece ilk durumda dan gelen ışınlar noktasına ulaşmaktadır. dan gelen ışınlar ve Z noktalarına ulaşamamaktadır. ani ve Z den bakan gözlemci noktasını göremez. Z R anıt dır. Cismin önce B sına göre simetriğini alarak görüntüyü bulalım. Bu görüntünün tekrar sına göre simetriği D seçeneğidir.

13 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R 13 Test 5 in Çözümleri alın göz burun ağız çene çukuru çene özden nın uçlarına birer ışın gönderilip yansıtıldığında ağızdan yukarısını gördüğünü anlarız. S T Z noktasındaki kktan nın uçlarına ışınlar gönderip yansıtıldığında TZ arasının aydınlatıldığı görülür. 4. d d/2 um alevinin alt ve üst uçlarından birer ışın gönderelim. Bu ışınların kutunun arkasında kesiştiği yerde cismin kendisinden daha büyük ve ters bir görüntü oluşur. anıt dır örüntü 60 saptığına göre 30 döndürülmüştür. düzlem V V göz 1 saniyede 30 dönerse, 360 yi; = 60 5 saniyede döner. Buna göre, 1 saniyede 5 devir yapar. anıt dır. Bir noktanın da görülmesi için noktadan çıkan ışının da yansıyıp göze ulaşması gerekir. ve B noktalarından kenarlarına ışınlar gönderip dan yansıtırsak noktasına ulaşırız. B

14 14 4. Ünite ptik ışık geçirmez engel V Şekil ve de görüş alanları çizildiğinde duvarının görüş alanı içinde kaldığı görülür. Bu nedenle noktasındaki ışık kğı ve de duvarının tümünü aydınlatır. Şekil de duvar nın arkasında kaldığı için aydınlatılamaz. ve V bölgesinde nın ön yüzü perdeye bakmaktadır. ncak ve bölgesinde arka yüzü perdeye doğrudur. anıt E dir. 7. noktasındaki gözün görüş alanı çizildiğinde yalnızca de ayakların görüş alanı içinde kaldığı görülür. 10. (1) (2) anıt dır Ι İlk durumda; 8. tavan kk 2θ 1 = 50 θ 1 = 25 düzlem noktasının düzlem ya olan yatay uzaklığı değişmediği için ışıklı bölgenin alanı değişmez. dir. İkinci durumda; 2θ 2 = 150 θ 2 = 75 olur. Bunların oranı ise; i 1 25 = = i bulunur.

15 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R özün görüntüsünden ve ʹ ne ışınlar gönderelim. Bu ışınlar ve ye ulaşamadığına göre bu noktalar görünmez. Her iki nın noktasına göre görüş alanını çizelim. dan bakan göz sında ve noktalarını, sında sadece noktasını görür. 15. l göz yeşil kırmızı aralel lar arasındaki bir cismin larda sonsuz görüntüsü oluşur. sındaki görüntüler cismin önce sağ tarafını, sonra sol tarafını, sonra yine sağ tarafını gösterir. 1 ve 2 noktalarındaki gözlerin görüş alanı çizildiğinde; 1 den bakan gözün yalnız yı, 2 den bakan gözünde ve yi gördüğü anlaşılır. Her iki gözün ortak gördüğü nokta ise yalnız dır. l anıt dır düzlem perde 40 2 top Ι anıt E dir. ʹ ışınının ışını ile çakışması için yansıyan ışının 2 yönünde 140 döndürülmesi gerekir. Bunun için nın da 2 yönünde 70 dönmesi gerekir.

16 16 4. Ünite ptik Z Düzlem dan yansıyan ışınların uzantısı alındığında ve Z nin ışıklı cisimden geldiği görülür. anıt E dir. ansıma kanununa uygun olarak işlem yapıldığında ışının sından 4 kez, sından da 2 kez yansıdığı görülür v düşey 6 birim h 1 θ düzlem θ düzlem düşey 2 yatay v 4 birim h 1 θ düzlem 2 yatay 1 ve 2 gözlemcileri için ayrı ayrı görüş alanları çizelim. 1 den bakan gözlemcinin 6 br, 2 den bakan gözlemcinin 4 br kadar gördüğü görülür. t1 6 3 = = bulunur. t2 4 2

17 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R Şekil üzerinde gösterilen noktalar görüntülerin yerlerini göstermektedir. 3 görüntü görüş alanı içinde kaldığı için noktasından bakan göz görüntülerden 3 tanesi görür. cismin lardaki görüntüleri şekildeki paralel çizgiler arasında kalmak zorundadır perde düzlem düzlem perde l top l top 2 Şekil Şekil özün sırasıyla,,, noktalarına göre görüş alanını çizelim. öz da iken daki görüş alanı şekildeki gibidir. Şekilden de görülebileceği gibi bu noktadan bakan hem 1 hem de 2 numaralı cisimlerin görüntülerini görebilir. anıt dır. ışık kğının konumu değişmediği için gölgenin sınırladığı alan değişmez. Şekil de cisminin düzlem daki görüntüsü topa yaklaşıyor. Bu nedenle Şekil de tam gölgenin alanı büyür. Buna bağlı olarak yarı gölgenin alanı küçülür.

18 18 4. Ünite ptik 25. perde düzlem d d Düzlem varken noktası çevresindeki aydınlanma şiddeti E 1, düzlem yokken aydınlanma şiddeti E 2 dir. E1 = cos ( 2d) ( 2 2d) E2 = cos 45 2 ( 2d) E1 = 1 + E2 1 2 olur. şınlar tek tek lardan yansıtılırsa yalnızca 2 numaralı ışının lardan yansıdıktan sonra noktasından geçtiği görülür. 26. düzlem noktasının daki görüntüsü ʹ noktasındadır. ʹ noktasından bakıldığında,,,, çelik bilyelerinin görüş alanı içinde olduğu anlaşılır. ncak görülmesine rağmen engel olduğu için bilyesi görülmez. anıt dır. ynalarda oluşan görüntüler şekildeki gibi numaralandırılmıştır. 1, 2, 3 numaralı görüntüler sında görülür. sında yalnızca 3 numaralı görüntünün görüntüsü olan 4 numaralı görüntü görülür. Toplam dört görüntü görülebilir.

19 2. onu ŞĞ SS VE DÜZE R düzlem perde 31. l Şekil Şekil düzlem perde Şekil Şekil ışıklı cismi bulunduğu yerden hareket edip nın tam üstüne geldiğinde, yarı gölge kaybolur. Sadece tam gölge oluşur. Buna göre,başlangıçtan itibaren yarı gölge alanı küçülürken, tam gölge alanı büyür. Şekil Çizimlerle dikkat edilirse alnız de cisim görüş alanı içindedir. 30. s 80 normal normal s Şekilde görüldüğü gibi ışınının sına gelme açısı 60 dir. anıt dır.