AYDINLANMA BÖLÜM 1 MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ. 4. Bir noktadaki aydınlanma şiddeti E = eşitliği ile

Transkript

1 BÖLÜM ADNLANMA MODL SORU - Dİ SORULARN ÇÖZÜMLRİ kaynağının noktasına oluştuuğu ayınlanma şieti, eşitliğinen bulunu 3 şık kaynağı, 3 ve yönleine haeket ettiiliğine uzaklığı ata Ayınlanma uzaklığıyla tes oantılı oluğunan ayınlanma a azalı Luis e Boglie ışığın ikilem yapıa oluğunu, bi olaya yalnız bi özelliğini gösteiğini söylemişti Giişim, kıınım, polaizasyon olaylaına ışık alga özelliğini gösteiken; fotoelektik, Compton ve siyah cisim ışımalaına tanecik özelliğini göstei Huygens ışığın alga moelini savunmuştu 3 L noktası civaınaki ayınlanma şieti, L noktası civaınaki ayınlanma şieti, L ( ) olu ve L taaf taafa oanlanısa, olu L Bi noktaaki ayınlanma şieti eşitliği ile bulunu aynak noktasına iken noktasınaki ayınlanma şieti, olu aynak L ve M noktalaına getiiliğine kaynağın ve Z ye olan uzaklığı yine ve ışınla yüzeye ik geliğinen, Z olu 5 Bi ışık kaynağınan biim zamana çıkan ışık miktaının ölçüsüne ışık akısı eni Biim yüzeye ik olaak üşen ışık akısına ayınlanma şieti eni şık akısının biimi lümen i Ayınlanma şietinin biimi lüks i Bu uuma Canela sözcüğü ışaıa kalı 6 ve ışık kaynaklaı Şekil- eki konuma iken P noktasına yaptıklaı ayınlanma, + () ( h) h olu aynakla Şekil- P Şekil- h h h h P Şekil- eki gibi ye eğiştiikleine kaynaklaın yaptıklaı ayınlanmalaın toplamı, 3 + () h ( h ) olu () eşitliği () enklemine yeine yazılısa, 3 f + p + h h h h & olu OPTİ 75

2 7 aynağın O noktası civaına oluştuuğu ayınlanma, cos i ( ) (+) O ekan azalıken, nin sabit kalması için cosq atıılmalı veya azaltılmalıı İlk uuma q 0 ve cos0 oluğunan cosq yı atıma şansımız yoktu Bu uuma azaltılmalıı 9 fl k pee filtesi 00c m şık filtesi gelen ışığın %0 sini soğuuğuna göe %80 nini geçimektei Buna göe peenin noktası çevesine oluşan ayınlanma şieti, olu m 8 0 fl k filtesi pee y pee pee He iki uuma ayınlanmala yazılıp oanlanısa, ( + y) ( + y) y y 3y 3 olu y uuma: ( 3) 00 uuma: ( ) 5 He iki uuma ayınlanmala eşit olacağınan olu şık filtesi üzeine gelen ışığın %36 sını geçii, %6 ünü soğuu 76 OPTİ

3 fl k filtesi pee MODL SORU - Dİ SORULARN ÇÖZÜMLRİ L / / olu L ( ) 3 üe yüzeyleine gelen fl k ak la, U U > olu U 8 U üe yüzeyleineki ay nlanma flietlei, _ b b ` olu > b ( ) b a aynaktan çıkan ışık akısı, Φ kaynak π lm olu yüzey üzeye gelen ışık akısı, Φ yüzey yüzey A 500, 0 lm olu l 50 aynağın ışık şieti, c olu (l) (m ) aynak ekanan mete uzakta iken ekana yaptığı ayınlanma şieti, l olu yagı yanlıştı i 3 Pee üzeine olu- şan U ışık akısı peenin konumuna bağlı eğili i açısına ve kaynağın şietine bağlıı pee O + O noktasınaki ayınlanma i aynak yönüne kayıılısa küçülü, ata yagı oğuu aynağın toplam akısı, U ı ve peenin haeketine bağlı eğili yagı yanlıştı OPTİ 77

4 üenin yaıçapı m oluğunan tüm yüzey alanı A 3() m i L yüzey alanı m oluğunan bu yüzeyen geçen akı, m en 0 lümen akı geçese, m en U lümen akı geçe i m L 7 S S 3 3 a a 3a S U 0 lümen olu yagı oğuu L alanı tüm alanın 6 oluğunan, i olu 6 üzeyleen geçen akıla yüzeyin göüğü açı ile oantılıı, yaıçapa bağlı eğili Bu uuma U > U 3 > U olu yagı oğuu aynağın şieti, U 0 3 & 0 c bulunu yagı oğuu 8 5 üenin iç yüzey alanı, A eşitliğinen bulunu A ve bilinenleiyle küenin yaıçapı bulunabili üenin iç yüzeyineki toplam ışık akısı, U eşitliğinen bulunu U ve bilinenleiyle ışık kaynağının şieti bulunabili U üenin yüzeyineki ayınlanma şietlei, A 6 eşitliğine, U ve A bilinenleiyle ayınlanma şieti bulunabili engel pee ayınlık bölge Çak önüğüne göe ışık enejisi haeket enejisine önüşmüştü yagı oğuu Çakın önmesi bi kuvvetle olu Bu ise ışığın o yüzeye basınç oluştuması ile meyana geli yagı oğuu Çakın önme hızı üzeine üşen ışığın enejisi ile oantılıı yagı yanlıştı şık kaynağının noktasına oluştuuğu ayınlanma eşitliğinen bulunu ngel bi mikta ışık kaynağına yaklaştıılığına ve eğişmeyeceğinen ayınlanma şieti e eğişmez Pee üzeineki ışık akısı, pee üzeineki ayınlanmanın bölgenin alanına bağlıı ngel kaynağa yaklaştıılısa pee üzeineki ayınlık bölgenin alanını ata Dolayısıyla ışık akısı U a ata 78 OPTİ

5 MODL SORU - 3 Dİ SORULARN ÇÖZÜMLRİ 3 yağ lekesi pee Pee üzeine yağ lekesi göünmeiğine göe ışık kaynaklaınan ışık kaynağının pee üzeine yaptığı ayınlanma 3 ve kaynaklaının pee üzeineki yaptıklaı ayınlanmalaın toplamına eşitti Bu uuma, 3 + olu ışık kaynağınan gelen ışınla peeye paalel olaak gelikleinen yaptığı ayınlanma sıfıı Bu uuma, olu >, > 3 ve > yagı kesinlikle oğuu yagı yanlıştı şık kaynaklaının peeye olan uzaklığı bilinmeen kaynaklaın ışık şietlei bilinemez yagıa kesinlik yoktu ağ lekesi göünmeiğine göe he iki kaynağın pee üzeine yaptıklaı ayınlanma şietlei eşitti kaynağının şieti, olu 60 ( 3) 00 ( ) & 0 c OPTİ 79

6 ÇÖZÜMLR üelein yüzeyleine oluşan ayınlanma şietlei, ( ) 3 3 olu ( 3) Buna göe, > > 3 olu 3 3 Ayınlanma 3 Test Pee konumunayken peenin noktasınaki ayınlanma 9, konumunayken oluğuna göe, 9 ( + y) 9 ( + y) 3 y y y y olu aynağın ışık şieti, c olu (l) (m) 3 ışık pee filtesi uuma: ( ) 00 uuma: ( 5) şık fil te si üze i ne ge len ışı ğın % 6 ünü ge çi i, % 36 sı nı so ğu u 5 şık şieti, bi ışık kaynağının biim zamana yayığı ışık enejisinin bi ölçüsüü şık şietinin biimi canele (c) ı şık şieti temel bi büyüklüktü, ve yagıla oğuu 6 U L M U 3 3 U aynaklaın oluştuuğu toplam akıla, U L (3) U MN () 8 U OP () N olu Bu akıla tüm küenin yüzeyinen geçe üe paçalaınan geçe akıla ise, 60 U c m U U olu Bu uuma U > U U 3 olu O P 80 OPTİ

7 7 üzeyeki ayınlanma şieti olu üzeye kaynaktan gelen ışık akısı, Φ A olu 8 üzeyleen geçen S akı, yüzeyin mekezle yaptığı açıya bağlıı S ve S 3 yüzeylein a açılaı a ve S yüzeyinin açısı a ı Bu a a uuma U > U U 3 olu S 3 S aynağın ışık şi- eti, olu U c yagı oğuu üzeyeki ayınlanma şieti, l olu yagı oğuu üzeye gelen ışık akısı, U A 50, m A0, m 9 şık kaynağı noktasına taşınığına oluştuuğu toplam ışık akısı U olup eğişmez yagı oğuu ı ı Z üenin içineki noktalaın ışık kaynağına olan uzaklığı eğişeceğinen ayınlanma noktalaının büyüklüğü e eğişi yagı oğuu aynak noktasına geliğin kaynağın göüğü, ve Z yay uzunluğu, T ve Z yay uzunluğunan büyük olu Dolayısıyla ışık akısı a büyük olu yagı oğuu T 0 lm olu yagı oğuu engel L M pee 0 fl k kayna n n flieti, 0 ( 05, ) 0 05, 0 c olu üe yüzeyine gelen toplam fl k ak s, Φ π lm olu L noktasının kaynaklaa olan uzaklığı en küçük oluğunan bu noktaaki ayınlanma en büyüktü Aynı zamana bu nokta he iki kaynaktan a ışık alabili noktası saece ışık kaynağınan ışık alabili M noktası hiçbiinen ışık alamayacağınan M noktasınaki ayınlanma sıfıı Bu uuma L > > M olu OPTİ 8

8 ÇÖZÜMLR pee Ayınlanma Test, Φ ve π sayısı bilinenleiyle; Φ π bağıntısınan, kaynağın ışık şieti bulunu uuma: aynaklaın peenin noktası çevesine oluştuuklaı toplam ayınlanma şieti, + ( ) + + olu bağıntısınan, küe yüzeyinin hehangi bi noktası çevesineki ayınlanma şieti bulunu A π bağıntısınan, küenin yüzey alanı bulunu uuma: aynaklaın yelei keni aalaına eğiştiiliğine noktası çevesineki toplam ayınlanma şieti, + ( ) + + Buluğumuz eşitlikle taaf taafa oanlanısa, olu 3 ışık pee filtesi 0,3 uuma: ( 06, ) 00 uuma: 036, ,3 şık fil te si üze i ne ge len ışı ğın % 36 sı nı ge çi i, % 6 ünü so ğu u 8 OPTİ

9 pee 7 ekan L ekan α α α α α α θ θ 3 şık kaynağınan gelen ışınla yüzeye ik olaak geliyo ise ayınlanma maksimum, paalel olaak geliyo ise ayınlanma minimum ve sıfıı şık kaynağınan gelen ışınla yüzeyin nomaliyle açı yapmaya başlaığına ayınlanma şieti azalı, ve 3 ışık kaynaklaının noktasınaki ayınlanmalaın eşit olabilmesi için 3 > > olu kanlaa üşen akıla aiesel eliklee bağlıı i > a oluğunan L ekanınaki akı, ekanınaki akıan büyüktü yagı yanlıştı ve noktalaının kaynağa olan uzaklıklaı eşit oluğunan ayınlanmala a eşitti yagı oğuu kan üzeineki akı, ekanın kaynağa olan uzaklığına bağlı eğili L ekanı ok yönüne haeket eese üzeineki akı eğişmez yagı oğuu 5 çey ek kü e ve L yaım kü e yü zey le ine fl k kay na ğın an ge len fl k akı la, U UL olu O L 8 6 Şekile ışık ışınlaı A alanlı bi levhaya ik olaak gelikleine yüzeyeki ışık akısı U A eşitliğinen bulunu sabit olmak şatıyla ışık akısı A ile oğu oantılıı A ışık akısı yağ lekesi Şekil- yağ lekesi,5 Şekil- Öğenci eney esnasına isteiği gibi eğiştiiği eğişken kontol eilebilen eğişkeni Buaa kontollü eğişken ışık şietii 0 yüzey alanı Bağımsız eğişken kaynaklaın peeye olan uzaklıklaıı Pee üzeineki ayınlanma şieti bağımlı eğişkeni OPTİ 83

10 9 N i i i L Şekil- pee pee Şekil- i M Şekil- pee şık kaynaklaı özeşti şık kaynağınan yüzeye gelen ışınla ik olaak geliyo ise ayınlanma maksimumu şı kaynağınan gelen ışınla yüzeyin nomali ile bi açı yapıyo ise ayınlanma azalı Açı attığına ayınlanma şieti iyice azalı Şekil- e ve eki ışık kaynaklaı yüzeye ik olaak gelmeiğinen noktasınaki ayınlanma en küçüktü Şekil- ve Şekil- kaşılaştıılığına Şekil- teki ışık kaynağı yüzeye ik geliyo ve uzaklık en küçük oluğunan M eki ayınlanma en büyüktü Bu uuma M > L > olu 0 ı P L P L Şekil- Şekil- şık kaynağının L noktasına olan uzaklığı eğişmeiğinen L noktasınaki ayınlanma şieti eğişmez üzey küesel hale getiiliğine noktasının kaynağa olan uzaklığı ı azalığınan ve ışınla noktaya ik gelmeye başlaığınan ayınlan- ma şieti ata 8 OPTİ

11 Aı ve Soyaı : Sınıfı : Numaa : Alığı Not : Bölüm azılı Soulaı (Ayınlanma) a) ayna n toplam fl k ak s, Φ π lm bulunu b) üzeyeki ay nlanma flieti, 80 0 l olu ( 3) 3 0 ayınlanma şieti (l) c) üzeye gelen fl k ak s Φ A lm olu O uzaklık (m) a) Şekileki gafikten kaynağın ışık şieti, 0 b) Gafikteki eğei, & 80 c olu lü olu a) küesinen geçen fl k ak s Φ Φ Ι () küesinen geçen fl k ak s Φ Φ Ι () () ve () eflitlikleinen, Φ Φ olu c) aynağın ışık akısı, U lümen olu 00 c m a) üenin iç yüzeyine üşen toplam ışık akısı, U yüzey lümen olu b) küesineki ay nlanma, Ι () küesineki ay nlanma, Ι Ι ^h () () ve () enklemlei oanlan sa, Ι Ι olu b) üenin iç yüzeyine ışınla yüzeye ik olaak gelikleine ayınlanma şieti, lü olu c) üenin yüzey alanı, A 3 8 m i 8 m ye üşen ışık akısı 00 lm ise m ye üşen ışık akısı U i 8U 00 U 600 lm olu OPTİ 85

12 5 8 P filtesi R filtesi 00c L m m 3m b b pee fl k filtesi pee şık filtesi üzeine gelen ışığın %60 ını geçiiğine göe, c olu P filtesi ışığın 0,6 sını soğuup 0, ünü geçiiyo R filtesi ışığın 0, sini soğuup 0,8 ini geçiiyo ve noktalaınaki ayınlanmala, 0, 0, 0,8 0, olu ve taaf taafa oanlanısa, 0, olu 0, 6 ve L nok ta la n a ki ay n lan ma la n oa n, L b ( ) vb 8 8 L olu 7 a) şık şieti fizikteki temel büyüklükleen biii ve skale büyüklüktü b) Bi lambanın ışık şieti gücü ile oantılıı c) Bi yüzeyin nomaline ik gelen ışınlaın yüzeyeki ışık akısı sıfıı Bu uuma ışınla yüzeye paalel gelmektei üzeye akı oluşmaz şık yüzeye ik olaak geliyo ise nomal ile yaptığı açı sıfıı ) lümen yaıçapı m olan küenin mekezine konulmuş ışık şieti c olan kaynağın, küe yüzeyineki m lik alana gelen ışık akısıı e) şık akısı biimi lümen, ayınlanma şieti biimi lü tü a) b) D c) ) D e) D olu 9 Bi yüzeye oluşan toplam ışık akısı yüzeyin şekline ve büyüklüğüne bağlı eğili Saece ışık kaynağına bağlıı şık kaynaklaının oluştuuklaı toplam ışık akılaı U U 8 U Z olu şık akılaı U > U U Z olu 0 a) tanecik b) alga c) Canela (c) ) akı e) ayınlanma Z 86 OPTİ