FİZİK ÖABT. Alan Bilgisi Alan Eğitimi KPSS Eğitimde

Transkript

1 ÖABT FİZİK KPSS 2016 Pegem Akademi Sınav Komisyonu; 2015 KPSS ye Pegem Yayınları ile hazırlanan adayların, 40'ın üzerinde soruyu kolaylıkla çözebildiğini açıkladı. Alan Bilgisi Alan Eğitimi Eğitimde 29. yıl

2 KOMİSYON ÖABT FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ ALAN BİLGİSİ- ALAN EĞİTİMİ ISBN Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. 5.Baskı: 2015, Ankara Proje-Yayın: Neslihan GÜRSOY Dizgi-Grafik Tasarım: Melike Serap DALBUDAK Kapak Tasarımı: Gürsel AVCI Baskı: Koza Yayın Dağıtım A.Ş. Cevat Dündar Cad. No. 139 Ostim/ANKARA Tel : Yayıncı Sertifika No: Matbaa Sertifika No: İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: Yayınevi Belgeç: Dağıtım: Dağıtım Belgeç: Hazırlık Kursları: E-ileti: pegem@pegem.net İnternet:

3 Sevgili Öğretmen Adayları, ÖN SÖZ Elinizdeki bu kitap, Kamu Personeli Seçme Sınavı (KPSS) Fizik Öğretmenliği Alan Bilgisi ve Alan Eğitimi Testi (ÖABT-Fizik) kapsamındaki soruları çözmek için gerekli bilgi, beceri ve teknikleri edinme ve geliştirme sürecinde siz değerli öğretmen adaylarımıza kılavuz olarak hazırlanmıştır. Kitabın hazırlanış sürecinde, sınav kapsamındaki temel alanlarda kapsamlı alanyazın taraması yapılmış, bu kitabın gerek ÖABT de gerekse gelecekteki meslek hayatınızda ihtiyacınızı maksimum derecede karşılayacak bir başucu kitabı niteliğinde olması hedeflenmiştir. Detaylı, güncel ve anlaşılır bir dilde yazılan konu anlatımları, çıkmış sorular ve detaylı açıklamalarıyla desteklenmiş, her ünite içeriği ÖSYM formatına uygun, çözümlü test sorularıyla pekiştirilmiştir. Ayrıca konu anlatımlarında verilen bilgi ve çözüm tekniklerine ek olarak uyarı kutucuklarıyla önemli konulara dikkat çekilmiştir. Yoğun bir araştırma ve çalışma sürecinde hazırlanmış olan bu kitapla ilgili görüş ve önerilerinizi adresini kullanarak bizimle paylaşabilirsiniz. Geleceğimizi güvenle emanet ettiğimiz siz değerli öğretmenlerimizin hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerine katkıda bulunabilmek ümidiyle... Başarılar...

4 FİZİK ÖABT İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER FİZİK ÖABT, 50 sorudan oluşmakta ve Fizik Öğretmeni Adaylarının Alan Bilgisi (Mekanik, Elektrik ve Manyetizma, Madde ve Özellikleri, Dalgalar ve Optik, Modern Fizik) ile Alan Eğitimi alanlarındaki bilgi ve becerilerini ölçmeyi hedeflemektedir. Öğretmenlik Alan Bilgisi Testinde çıkan sorular, Fizik Öğretmenlik Lisans Programlarında verilen akademik disiplinlere paralel olarak hazırlanmaktadır. Sınavdaki Alan-Soru dağılımı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Genel Yüzde Yaklaşık Yüzde Soru Sayısı Alan Bilgisi Testi % a. Mekanik b. Elektrik ve Manyetizma c. Madde ve Özellikleri d. Dalgalar ve Optik e. Modern Fizik % 20 % 20 % 10 % 10 % 20 Alan Eğitimi Testi % Genel Kültür, Genel Yetenek ve Eğitim Bilimleri Sınavlarınıza ek olarak gireceğiniz Öğretmenlik Alan Bilgisi Testi ile ilgili verilen bu bilgiler FİZİK ÖABT sınavı çerçevesinde hazırlanmıştır. Sınav içeriğinde yapılabilecek olası değişiklikleri ÖSYM'nin web sitesinden takip edebilirsiniz.

5 İÇİNDEKİLER ALAN BİLGİSİ 1. BÖLÜM: FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI Fiziğin Uğraş Alanı...4 Mekanik...4 Termodinamik...4 Manyetizma...4 Optik...4 Elektrik...4 Katı Hâl Fiziği...4 Atom Fiziği...4 Nükleer Fizik...4 Fiziğin Doğası...5 Temel ve Türetilmiş Büyüklükler...5 Ölçmede Hata...6 Skaler ve Vektörel Büyüklükler...6 Hipotez...6 Bilimsel Teori ve Yasa...7 ÇÖZÜMLÜ TEST...8 ÇÖZÜMLER BÖLÜM: VEKTÖRLER Vektörler...14 Kuvvet Birimleri...14 Kuvvetlerin Toplanması...15 Eşit Büyüklükte Kesişen İki Kuvvet Arasındaki Açı...16 Çokgen Yöntemi...16 Bileşenlerine Ayırma Yöntemi...17 Birim Vektör...18 İki Vektörün Skaler Çarpımı...19 Vektörel Çarpım...19 ÇÖZÜMLÜ TEST...21 ÇÖZÜMLER BÖLÜM: KESİŞEN KUVVETLERİN DENGESİ Kesişen Kuvvetlerin Dengesi...30 Lami Teoremi...30 Çözümlü Test...32 Çözümler...36

6 vi 4. BÖLÜM: MADDE VE ÖZELLİKLERİ Madde ve Özellikleri...40 Maddelerin Ortak Özellikleri 40 Görülebilen ve Hissedilebilen Maddeler 40 Maddenin Hâlleri 40 Maddelerin Değişimi 40 Maddenin Ayırt Edici Özellikleri 41 Karışımların Özkütlesi41 Özel Durumlar42 Çözümlü Test 43 Çözümler 47 Dayanıklılık...50 Doğada ve Çevremizde Yüzey Alanı - Hacim İlişkileri...51 Sıvılar 51 Adezyon (Yapışma Kuvveti) 51 Kohezyon Kuvveti 52 Yüzey Gerilimi 52 Kılcallık Olayı 53 Atmosfer 53 Atmosferin Önemi 53 Atmosferin Özellikleri 53 Atmosferde Denge 53 Gazlar ve Kullanım Alanları 54 Plazma 55 Plazmanın Özellikleri 55 Plazma Teknolojisi 55 Kutup Işıkları 55 Çözümlü Test 56 Çözümler BÖLÜM: BASINÇ Basınç...62 Katıların Basıncı 62 Eğik Düzlemde Cismin Basıncı 63 Durgun Sıvıların Basıncı 64 Sıvı Basınç Kuvveti 65 Yan Yüzeylere Uygulanan Sıvı Basınç Kuvveti 66 Pascal Prensibi 66 U Borusu 67 Akışkanların Basıncı 68 Açık Hava Basıncı 68 Kapalı Kaplardaki Gazların Basıncı 69 Çözümlü Test 71 Çözümler 75

7 vii 6. BÖLÜM: SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ Sıvıların Kaldırma Kuvveti 80 Yüzen Cisimler 80 Askıda Kalan Cisimler 80 Batan Cisimler 81 Birbirine Karışmayan Sıvılarda Kaldırma Kuvveti 82 Çözümlü Test 83 Çözümler BÖLÜM: ISI VE SICAKLIK Isı ve Sıcaklık 92 Termometre92 Sıvılı Termometreler93 Metal Termometreler 93 Gazlı Termometreler 93 Sıcaklık Değişimi 93 Isı Alış-Verişi 94 Hâl Değişimi95 Erime ve Donma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler97 Kaynama ve Yoğunlaşma 98 Kaynama ve Yoğunlaşma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler 98 Buharlaşma98 Çözümlü Test 99 Çözümler 102 Genleşme 104 Boyca Genleşme 104 Yüzeyce Genleşme105 Hacimce Genleşme 105 Sıvıların Genleşmesi106 Isının Yayılması 107 Isı İletim Yolu 107 Isı Yalıtımı 108 Çözümlü Test 109 Çözümler BÖLÜM: TORK (MOMENT) Tork (Moment) 118 Sağ El Kuralı 118 Çözümlü Test 120 Çözümler BÖLÜM: AĞIRLIK VE KÜTLE MERKEZİ Ağırlık ve Kütle Merkezi 132 Kararlı ve Kararsız Denge 134 Çözümlü Test 135 Çözümler 139

8 viii 10. BÖLÜM: BASİT MAKİNELER Basit Makineler Kaldıraçlar Makaralar Sabit makara Hareketli Makara Eğik düzlem Çıkrık Kasnaklar Dişliler Vida Eşit Kollu Teraziler Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: HAREKET Hareket Düzgün Doğrusal Hareket Düzgün Hızlanan Doğrusal Hareket Düzgün Yavaşlayan Doğrusal Hareket Ani Hız (Anlık Hız) Çözümlü Test Çözümler Bağıl Hareket Nehir Problemleri Nehirde Karşı Kıyıya Geçme Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: YERYÜZÜNDE HAREKET Yeryüzünde Hareket Atışlar Hava Direnci ve Limit Hız Limit Hız Bağıntısı Düşey Atış Çözümlü Test Çözümler Yatay Atış Eğik Atış Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: DİNAMİK Dinamik Güçlü Nükleer (Yeğin Çekirdek) Kuvvet Zayıf Nükleer (Zayıf Çekirdek) Kuvvet Elektromanyetik Kuvvet...214

9 ix Elektromanyetik Kuvvet Kütle Çekim Kuvveti Newton'un Hareket Kanunları (Etki - Tepki Kuvveti) Sürtünme Kuvveti Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: ÇEMBERSEL HAREKET Çembersel Hareket Periyot Frekans Çizgisel Sürat Açısal Sürat Merkezcil İvme (a v ) Merkezcil Kuvvet Düşey Düzlemde Düzgün Çembersel Hareket Yuvarlanma Hareketi Çözümlü Test Çözümler Kepler ve Newton'un Genel Çekim Kanunu Kepler Kanunları Genel Çekim Kanunu Çekim Alanı Yapma Uyduların Hareketleri Çekim Potansiyel Enerjisi Bağlanma ve Kurtulma Enerjisi Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: BASİT HARMONİK HAREKET Basit Harmonik Hareket Genlik Uzanım Periyot Frekans Basit Harmonik Hareket Denklemleri Uzanım Hız İvme Kuvvet Yay Sarkacı Yayların Bağlanması Basit Sarkaç Konik Sarkaç Çözümlü Test Çözümler...280

10 x 16. BÖLÜM: İŞ, GÜÇ VE ENERJİ İş, Güç ve Enerji Enerji Yapılan İş ve Kinetik Enerji Değişimi Potansiyel Enerji Yayın Potansiyel Enerjisi Dönen Bir Cismin Kinetik Enerjisi Yenilenebilir ve Yenilenemez Enerji Kaynakları Yenilenebilir Enerji Kaynakları Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: İTME VE MOMENTUM İtme ve Momentum İtme Momentum İtme ile Momentum Arasındaki İlişki Çarpışmalar Momentum Korunumu Enerjinin Korunumu Hızların Korunumu Momentum ve Kinetik Enerji Arasındaki İlişki Patlamalar Roketler Açısal Momentumun Korunumu Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: OPTİK Optik Işık Nedir? Nasıl Yayılır? Tam Gölge - Yarı Gölge Yansıma Yansıma Kanunları Düzlem Ayna Düzlem Aynada Görüntü Düzlem Aynanın Döndürülmesi Düzlem Aynada Hız Kesişen İki Düzlem Ayna Arasındaki Cismin Görüntü Sayısı Paralel İki Düzlem Ayna Arasındaki Görüntü Görüş Alanı Çözümlü Test Çözümler Küresel Aynalar Çukur Aynada Işınların Yansıması Tümsek Aynada Işınların Yansıması Çukur Aynada Görüntü...352

11 xi Tümsek Aynada Görüntü Çukur Aynada Bağıntılar Tümsek Aynada Bağıntılar Özel Durumlar Çukur Aynada Görüntünün Yeri Tümsek Aynada Görüntünün Yeri Çözümlü Test Çözümler Işığın Kırılması Kırılma Işığın Az Yoğun Ortamdan Çok Yoğun Ortama Geçişi Işığın Çok Yoğun Ortamdan Az Yoğun Ortama Geçişi Paralel Yüzlü Saydam Ortamdan Işınların Geçişi Küresel Yüzeylerde Kırılma Prizmalarda Kırılma Tam Yansımalı Prizmalar Görünür Derinlik Serap Olayı Beyaz Işığın Renklere Ayrılması Çözümlü Test Çözümler Mercekler Bir Merceğin Odak Uzaklığı İnce Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması Kalın Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması İnce Kenarlı Mercekte Görüntü Kalın Kenarlı Mercek Merceklerde Bağıntılar Göz Kusurları Aydınlanma Fotometreler Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: ELEKTRİK Elektrik Elektriklenme Çeşitleri Topraklanma İletken Kürelerde Yük Paylaşımı Elektroskop Özel Durumlar Coulomb Kuvveti Çözümlü Test Çözümler...412

12 xii Elektrik Alanı Eletrik Alan Çizgileri Yüklü İletken Bir Kürenin Elektrik Alanı Faraday Kafesi Elektrik Potansiyel Enerji Elektrik Potansiyeli ve Potansiyel Farkı Yüklü Bir Kürenin Potansiyeli Ortak Potansiyel Eş Potansiyel Çözümlü Test Çözümler Paralel Levhalar Sığaçlar Sığaçların Bağlanması Sığaçların Seri Bağlanması Sığaçların Paralel Bağlanması Yüklü Bir Kondansatörün Enerjisi Çözümlü Test Çözümler Elektrik Akımı Direnç Dirençlerin Bağlanması Elektromotor Kuvveti Pillerin Bağlanılması Pilin Ömrü İki Nokta Arasındaki Potansiyel Farkının Bulunması Zıt Elektromotor Kuvveti (ZEMK)'li Devreler Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: DALGALAR Dalgalar Titreşim Doğrultusuna Göre Dalgalar Taşıdığı Enerjiye Göre Dalgalar P - Dalgası S - Dalgası Love Dalgası Rayleigh (Rayley) Dalgası Depremin Büyüklüğü Ses Dalgası Sesin Şiddeti Sesin Frekansı (Yüksekliği) Sesin Tınısı Sesin Yansıması ve Yankı Sesin Kırılması Doppler Olayı Yay Dalgaları...482

13 xiii Yansıma ve İletme İnce Yaydan Kalın Yaya Gönderilen Atma Kalın Yaydan İnce Yaya Gönderilen Atma Frekans Karıştırıcılar Kararlı Dalgalar Su Dalgaları Doğrusal Su Dalgaları Dairesel Su Dalgaları Su Dalgalarında Yansıma Doğrusal Dalgaların Çukur Engelde Yansıması Doğrusal Dalgaların Tümsek Engelde Yansıması Doğrusal Dalgaların Düz Engelde Yansıması Yayılma Hızı ve Periyodik Dalgalar Su Dalgalarında Kırılma Su Dalgalarının Mercek Şeklindeki Su Ortasından Geçişi Su Dalgalarında Ayrılma Su Dalgalarında Kırınım Su Dalgalarında Girişim Yol Farkının Geometrik Yoldan Hesaplanması Faz Kavramı Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: MANYETİZMA Manyetizma Maddenin Manyetik Özelliği, Manyetik ve Manyetik Olmayan Maddeler Manyetik Kutuplar Manyetik Alan, Alan Şiddeti, Alan Çizgileri Manyetik Akı, Manyetik Geçirgenlik Manyetik Geçirgenlik Yerin Manyetik Alanı Elektromıknatıs ve Yapısı Elektrik Akımının Manyetik Etkileri Akım Geçen Tele Manyetik Alanda Etkiyen Kuvvet İçerisinden Akım Geçen Paralel İki Tele Etkiyen Kuvvetler Manyetik Alan İçinde Hareket Eden Yüke Etkiyen Kuvvet Manyetik Alan İçinde Hareket Ettirilen İletkenler ve Oluşan Emk Manyetik Akı Değişimi Öz İndüksiyon Maxwell Denklemleri Alternatif Akımın Elde Edilmesi Alternatif Akımın Etkin Değeri Alternatif Akımın Etkileri Alternatif Akım Devreleri Sadece Kondansatörlü Devre Dirençli ve Selfli Devre (RL Devresi)...533

14 xiv Direnç ve Kondansatörlü Devre (RC Devresi) Direnç, Self ve Kondansatörlü Devre (RLC Devresi) Transformatörler Elektronik Devre Elemanları Fotodiyot Fotodirenç Çözümlü Test Çözümler BÖLÜM: MODERN FİZİK Modern Fizik Işığın Yapısı Elektromanyetik Teori Işık Dalgalarının Girişimi Saçak Aralığı ( x) Çift Yarıkta Girişimin Özellikleri Tek Yarıkta Girişim (Kırınım) Saçak Aralığı Saçak Parlaklıkları İnce Zarlarda Girişim Hava Kaması Çözme Gücü Özel Görelilik Michelson - Morley Deneyi Zaman Ölçümü ve Eş Zamanlık Zaman Genişlemesi Uzunluk Büzülmesi Göreli Enerji Göreli Momentum Kara Cisim Işıması Fotoelektrik Olayı Foton Enerjisi Elektronvolt (ev) Einstein'in Fotoelektrik Denklemi Fotoelektron Sayısı Fotosel Lamba ve Fotoelektrik Akımı Fotosele Üreteç Bağlanması Kesme Potansiyel Farkı Compton Saçılması Olayı Madde Dalgaları Tanecik Modelinin Açıklayabildiği Olaylar Çözümlü Test Çözümler Elektromanyetik Dalgalar Elektromanyetik Spektrum Radyo Dalgaları Mikrodalgalar...582

15 xv Kızıl Ötesi Dalgalar 583 Görünür Işık Dalgaları 583 Mor Ötesi Dalgalar 583 X - Işınları 583 Gama Işınları 584 Elektromanyetik Dalgalarda Doppler Olayı 585 Atom Teorileri ve Enerji Seviyeleri 585 J.J Thomson Atom Modeli 585 Rutherford Atom Modeli 586 Bohr Atom Modeline Göre Yörünge Yarıçapları 587 Bohr Atom Modeline Göre Enerji Seviyeleri 588 Bohr Atom Modelinin Açıklayamadığı Olaylar 589 De Broglie Hipotezi 589 Heisenberg Belirsizlik İlkesi 590 Elektron Bulutu 591 Kuantum Sayıları 591 Atomların Uyarılması 594 Kendiliğinden Emisyon ve Uyarılmış Emisyon 596 Lazer 597 Lazer Işığının Özellikleri 597 Maddenin Yapısı 598 İyonik Bağ 598 Kovalent Bağ 598 Apolar Kovalent Bağ 598 Polar Kovalent Bağ 598 Metalik Bağ 598 Çekirdeğin Yapısı 599 Radyoaktivite 601 Alfa (α) Bozunması 601 Beta (β) Bozunması 601 Gama (γ) Bozunması 601 Yarı Ömür 601 Ortalama Ömür 602 Nükleer Enerji 603 Fisyon (Çekirdek Bölünmesi) 603 Füzyon (Çekirdek Kaynaşması) 603 Atomlardan Kuarklara 603 Karşıt Parçacık 603 Mezonlar 604 Parçacıklar Ailesi 604 Kuarklar 606 Yıldızlardan Yıldızsızlara 608 Güneş'in Yaşamı 608 Yıldızların Uzaklığı 609 Yıldızların Sıcaklıkları 610 Yıldızların Parlaklıkları ve Işınım Gücü 610 Salt Parlaklık 611

16 xvi Hertzsprung - Russel Diyagramı612 Gökadalar 612 Sarmal Gökadalar 612 Eliptik Gökadalar612 Düzensiz Gökadalar 612 Kızıla Kayma613 Evrenin Genişlemesi 614 Çözümlü Test 615 Çözümler 619 KAYNAKLAR ALAN EĞİTİMİ Fizik Bilgisinin Doğası Çözümlü Test 636 Çözümler 638 Öğrenme ve Öğretme Süreci Çözümlü Test 647 Çözümler 650 Öğretim Kuramları Çözümlü Test 655 Çözümler 657 Ortaöğretim Fizik Dersi Öğretim Programı nın Özellikleri Çözümlü Test 673 Çözümler 675 Fizik Öğretim Süreci Çözümlü Test 683 Çözümler 685 Kavram Öğretimi ve Kavram Yanılgısı Çözümlü Test 694 Çözümler 696 Problem Çözme, Tartışma, Proje Çözümlü Test 704 Çözümler 706 Planlama Çözümlü Test 713 Çözümler 715 Fizik Dersinde Ölçme Değerlendirme Çözümlü Test 722 Çözümler 724 KAYNAKLAR...725

17 ALAN BİLGİSİ

18 1. BÖLÜM FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI

19 4 FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI Doğa olaylarından canlı varlıklarla ilgili olanlar biyolojinin, maddenin yapısal özellikleriyle ilgili olanlar kimyanın, maddenin yapısal özellikleri dışında kalan özellikler ve bunlar üzerinde gerçekleşen olaylar ise fiziğin konusudur. Fizik yasa ve teorilerinin ifade edilmesinde matematik vazgeçilmez bir dildir. Fizik, madde ve enerji arasındaki etkileşimi inceleyen ve doğada gerçekleşen olaylarla ilgili mantıklı açıklamalar üretmeye çalışan uygulamalı bir bilim dalıdır. Bu bilim dalında çalışan bilim insanları fizikçi adını alırlar. Bir fizikçi, fizik biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, yanlışlanabilir ve delillere dayandırılabilir olduğunu bilir. Aynı zamanda bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığını unutmadan doğada gerçekleşen olayları inceleyerek bu olayların hem sebeplerini hem de sonuçlarını açıklamaya çalışır. Fizik, insan yaşamının her anında vardır. Bundan dolayı, fiziğin değişik alt alanları vardır. Bu alt alanların neler olduğu ve inceledikleri konular, aşağıda kısaca tanıtılmıştır. Mekanik Cisimlerin nasıl hareket ettiklerini ve nasıl etkileştiklerini inceler. Termodinamik Enerjinin madde içinde nasıl yayıldığını ve nasıl iletildiğini inceler. Manyetizma Dünya'nın manyetik alanını, manyetik maddelerden ve elektrik akımından oluşan manyetik alanı inceler. Atom Fiziği Atomların yapısını oluşturan unsurların birbirleriyle nasıl etkileştiğini inceler. Nükleer Fizik Atom çekirdeğinin yapısını ve kararsız çekirdeklerin nasıl ışıma yaptıklarını inceler. Örnek Mekanik Nano teknoloji Nükleer fizik Uçakların uçurulması Optik Gök kuşağı Katı hâl fiziği Radyasyon Atom fiziği Yukarıda fiziğin alt alanları ile uğraştığı konular verilmiştir. Buna göre, alt alanlar ile açıklamalar doğru olarak eşleştirildiğinde hangi alt alan boşta kalır? A) Mekanik B) Nükleer fizik C) Optik D) Katı hâl fiziği E) Atom fiziği Optik Işıkla ilgili olayları, ışığın saydam ortamlardaki davranışını inceler. Elektrik Çözüm Uçakların uçurulması mekaniğe, radyasyon nükleer fiziğe, gökkuşağı optiğe, nano teknoloji atom fiziğine girer. Buna göre katı hâl fiziği boşta kalır. Cevap D Maddenin yapısındaki elektron ve protonların sahip olduğu elektrik yükleri ile bunların neden olduğu elektriksel alan ve elektriksel kuvveti inceler. Katı Hâl Fiziği Yoğun hâldeki maddelerin, elektriksel, manyetik, optik ve esneklik özelliklerini inceler.

20 5 FİZİĞİN DOĞASI Gözlem, bir olayla ilgili olarak duyu organları ya da araç ve gereçler kullanılarak yapılan incelemelerdir. Fiziksel bir olay, duyu organlarını güçlendirerek birtakım teknolojik araçlarla gözlenir. Fizikle ilgili bir olay iki tür gözlem yapılarak incelenir. Bunlardan ilki nitel gözlem, ikincisi ise nicel gözlemdir. Nitel gözlem, herhangi bir ölçme aracı kullanmadan beş duyu organı kullanılarak yapılan gözlem türüne denir. Bu gözlemler kesinlik ifade etmez, hata payı çoktur, yanıltıcıdır, güvenilir değildir. Duruma ve kişiye göre değişebilir. Objektif değildir. Nicel gözlem, duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılarak yapılan gözlem türüne denir. Duruma ve kişiye göre değişmez. Bilimsel önem taşır ve güvenilir bir gözlemdir. Bilimde en çok kullanılan gözlem çeşididir. Temel ve Türetilmiş Büyüklükler Kendi başına ifade edildiğinde bir anlamı olan büyüklüklere temel büyüklük denir. Temel Büyüklük Büyüklük Sembolü Birimi Ölçüm Aleti Kütle m kilogram (kg) Eşit kollu terazi Zaman t saniye (s) Kronometre Uzunluk, metre (m) Metre Sıcaklık T kelvin (K) Termometre Işık şiddeti I candela (cd) Fotometre Örnek Aşağıdakilerden hangisi nicel gözleme girmez? Akım şiddeti i Amper (A) Ampermetre A) Bileziğin kütlesini eşit kollu terazi kullanarak bulma Madde miktarı A Mole (mol) B) Kumaşın boyunu mezura kullanarak bulma C) Taşın hacmini su dolu dereceli silindir kullanarak bulma D) Suyun sıcaklığını parmağımızı içine sokarak bulma E) Afyon ile Ankara arasındaki karayolunun uzunluğunu otomobilin kilometre sayacı ile bulma Türetilmiş Büyüklükler Büyüklük Sembolü Birimi Ağırlık G Newton Kuvvet F Newton Enerji E Joule Çözüm A, B, C, E seçeneklerinde duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılmıştır. Ancak D seçeneğinde sadece duyu organları kullanılmıştır. Cevap D Güç İvme P a joule saniye metre saniye2 Hız v metre saniye Basınç P Newton metre2

21 6 Ölçmede Hata Ölçme sonuçlarının gerçek değerden farklı olması, ölçmede hata yapıldığı anlamına gelir. Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki farka ölçmede hata denir. Bu hataların kaynağı ölçme yöntemi, ölçümü yapan kişi, ölçme aracı ve ölçümün yapıldığı ortamdan kaynaklanabilir. Örnek Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki hatanın kaynağı aşağıdakilerden hangisi olamaz? A) Ölçme aracı B) Ölçme yöntemi C) Ölçümü yapan kişi D) Ölçümün birden fazla yapılması E) Ölçümün yapıldığı ortam Çözüm Ölçümün birden fazla yapılması ölçmedeki hata payını azaltır. Dolayısıyla ölçümün birden fazla yapılması ölçmede hatanın kaynağı olamaz. Cevap D Skaler ve Vektörel Büyüklükler Birim ve sayı kullanılarak tanımlanabilen büyüklüklere skaler büyüklük denir. Fizikte, enerji, zaman, güç, ısı kütle, hacim, özkütle, sıcaklık vb. büyüklükler skaler büyüklüktür. Birim ve sayıya ilave olarak bir yöne de sahip olan büyüklükler ise vektörel büyüklük olarak adlandırılır. Hız, ivme, yer değiştirme, kuvvet, ağır lık, momentum vb. büyüklükler vektörel büyüklüklere örnektir. Örnek Aşağıdakilerden hangisi vektörel bir büyüklüktür? A) Güç B) Enerji C) Sıcaklık D) Hız E) Kütle Çözüm Vektörel büyüklükler birim ve sayı yanında yöne de sahip olan büyüklüklerdir. Güç, enerji, sıcaklık ve kütle sadece birim ve sayı ile ifade ediliyor. Hız ise birim ve sayı yanında yöne de sahiptir. Cevap D Hipotez Bilimsel bir problemin verilere dayalı olarak kurulan geçici çözüm yoludur. Bilimsel bir hipotez, incelenen probleme bir ölçüde cevap verebilmeli ve eldeki tüm verileri içermelidir. Bilimsel bir hipotezin bir takım deneylerle geçerli olup olmadığı test edilmelidir. Bundan sonra kontrollü deneyler yapılarak hipoteze dayalı tahminlerin dolayısıyla hipotezin geçerliliği ve doğruluğu araştırılır. Kontrollü deney, deney sonucunu etkileyecek koşullardan birini değiştirip diğerlerini sabit tutacak şekilde yapılan deneydir. Bilimsel bir problemin çözümünde takip ettiği yol sırasıyla şu şekilde olabilir: Problem belirlenir. Problemle ilgili veriler toplanır. Hipotez kurulur. Hipoteze dayalı tahmin yapılır. Kontrollü deney ve nicel gözlem yapılır. Doğrulanmıyorsa işlemlere baştan başlanır. Doğrulanıyorsa hipotez geçerlidir. Fizik bilimiyle ilgilenen bilim insanları, birtakım bilimsel bilgilere ulaşırken planlı ve sistemli bir şekilde çalışırlar. Bu süreçte fizikle ilgili ilke, kanun ve teorilere ulaşırken bilimsel çalışma yöntemi olarak bilinen bir yol izlerler. Bir bilim insanının kullandığı bilimsel yöntem, diğer bir bilim insanı tarafından kullanılan bilimsel yöntemden farklı olabilir. Bilimsel bir yöntemin aşamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir: 1. Olaylarla ilgili gözlem yapma 2. Sorular oluşturma aynı konuda önceden yapılan çalışmaları inceleme 3. Hipotezler kurma 4. Hipotezleri test etmek için bir takım deneyler tasarlama 5. Kontrollü deneyler yapma 6. Deney sonuçlarının tekrarlanabilirliğini kontrol etme verileri analiz etme ve önceden yapılan tahminlerle karşılaştırma 7. Verilerden sonuç çıkarma 8. Sonuçların hipotezleri ne ölçüde desteklediğine ve sonuçların literatürdeki bilgilerle ne ölçüde tutarlı olduğuna karar verme

22 7 Örnek Örnek Aşağıdakilerden hangisi bilimsel yönteme girmez? A) Hipotezler kurma B) Verilerden sonuç çıkarma C) Neden sonuç ilişkilerinden kaçınma D) Kontrollü deneyler yapma E) Olaylarla ilgili nitel ve nicel gözlem yapma Çözüm Neden sonuç ilişkilerinden kaçınma bilimsel çalışma yöntemine girmez. Cevap C Bilimsel Teori ve Yasa Bilimsel bilgi türleri olarak bilinen "teori" ve "yasa"lar birbirinden oldukça farklı kavramlardır. Bilimsel teori, gözlenen bir doğa olayıyla ilgil genellemelerin açıklamasıdır. Büyük patlama ve atomun yapısıyla ilgili teoriler, bilimsel teoriye örnektir. Bilimsel yasa ise doğruluğu kanıtlanmış varsayımlar olarak tanımlanabilir. Bilimsel yasalara kütle çekim, kütle ve enerjinin korunumu örnek olarak verilebilir. Bilimsel yasa ve teoriler mutlaka deneysel desteğe sahip olmalıdır. Fakat bu şekilde de olsa bilimsel teoriler asla yasa olmaz. Bilimsel yasaların teorilerden daha üst düzey bilgi oldukları ve bilimsel teorilerin daha fazla deneysel destek buldukça bilimsel yasa oldukları yönündeki bilgiler, kesinlikle yanlıştır. 1. Coulomb Büyük patlama Enerjinin korunumu Modern atom Eylemsizlik Elektromanyetik... Yukarıda sıralanan yasa ve teorilerin tamamlanmasının sayısal dağılımı aşağıdakilerden hangisidir? Yasa Teori A) 3 3 B) 4 2 C) 2 4 D) 1 5 E) 5 1 Çözüm Coulomb yasası, enejinin korunumu yasası, eylemsizlik yasası, büyük patlama teorisi, modern atom teorisi, elektromanyetik teorisi. Buna göre yukarıda 3 yasa, 3 teori vardır. Cevap A Örnek Işık yılının birimi nedir? A) saniye B) metre / saniye C) metre D) metre / saniye 2 E) kilogram Çözüm: Işık yılı demek ışığın bir yılda aldığı yoldur. Dolayısıyla ışıkyılı uzunluğu ifade eder. Cevap C

23 8 ÇÖZÜMLÜ TEST 1. Fizik bilimi için aşağıdakilerden hangisi söylenemez? A) Sınanabilir. B) Delillere dayandırılabilir. C) Sorgulanamaz. D) Yanlışlanabilir. E) Gözlem ve deneylere dayandırılabilir. 4. I. Temel büyüklükler, kendi başına ifade edildiğinde anlamı olan büyüklüklerdir. II. Skaler büyüklükler, birim ve sayı kullanılarak tanımlanabilen büyüklüklerdir. III. Vektörel büyüklükler, birim ve sayının yanında yöne de sahip olan büyüklüklerdir. Yukarıdaki yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 2. Fiziğin uğraş alanına; I. Doğa olayları II. III. Canlıların üremesi Atomun yapısı verilenlerden hangileri girer? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 5. Aşağıdakilerden hangisi temel büyüklüklerden biri değildir? A) Madde miktarı B) Akım şiddeti C) Işık şiddeti 3. Fiziğin alt alanları ile açıklamaları verilmiştir. Katı hâl fiziği Atomların yapısını oluşturan unsurların nasıl etkileştiğini inceler. D) Kütle E) Hacim Nükleer fizik Atom fiziği Mekanik Termodinamik Cisimlerin nasıl hareket ettiklerini ve nasıl etkileştiklerini inceler. Yoğun hâldeki maddelerin elektriksel manyetik esneklik ve optik özelliklerini inceler. Enerjinin madde içinde nasıl yayıldığını ve iletildiğini inceler. 6. Aşağıdaki temel büyüklüklerle ilgili ifadelerden hangisi yanlıştır? Alt alanlar ile açıklamalar doğru olarak eşleştirildiğinde hangi alt alan boşta kalır? A) Katı hâl fiziği B) Nükleer fizik C) Atom fiziği D) Mekanik E) Termodinamik A) Işık yılı uzunluk birimidir. B) SI birim sisteminde sıcaklık birimi Kelvin'dir. C) Akım şiddeti birimleri onar onar büyür veya küçülür. D) Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür. E) Işık şiddeti skaler büyüklüktür.