> q 2. q 1. q 3 = q 4. > q 5. yük miktarı q 2. den q 2. ile yüklüdür. Bu durumda elektronlar q 4. yük miktarı q 5. ten q 6

Transkript

1

2 1. ÜNİTE: ELEKTİK VE MNYETİZM askül 1 ELEKTİK KIMI, POTNİYEL K VE DİENÇ Elektrk akımı, elektrk yüklernn br noktadan başka br noktaya hareket etmes sonucu oluşur. Elektrk yüklernn sürekl hareketn sağlayablmek çn de bu k nokta arasında potansyel fark olmalıdır. Yan br uçta (+) yük mktarı az dğer uçta (+) yük mktarı çok se bu k nokta arasında potansyel fark vardır. I. II. III. +q 1 +q 3 q 5 +q 2 q 4 q 1 > q 2 q 3 = q 4 q 6 q 6 > q 5 I. düzenekte özdeş küreler q 1 ve q 2 le yüklüdür. q 1 yük mktarı q 2 den fazla olduğu çn elektronlar q 2 den q 1 e doğru hareket eder. kımın yönü se q 1 den q 2 ye doğrudur. II. düzenekte özdeş küreler q 3 ve q 4 le yüklüdür. Bu durumda elektronlar q 4 ten q 3 e doğru hareket eder. kımın yönü se q 3 ten q 4 e doğrudur. III. düzenekte se özdeş küreler q 5 ve q 6 le yüklüdür. q 6 yük mktarı q 5 ten çok olduğu çn elektronlar q 6 dan q 5 e doğru hareket eder. kımın yönü se q 5 ten q 6 ya doğrudur. İletken teln kestnden brm zamanda geçen toplam yük mktarına akım şddet denr. Brm q = t kım şddet () : kım şddet q : Yük t : Zaman Yük (q) -3- Zaman (t) mper () Coulomb (C) anye (s) + akımın yönü + Şekldek sıvı yonlarının bulunduğu kaba br potansyel fark uygulanırsa (+) yonlar sağa, ( ) yonlar sola doğru hareket eder. Dolayısıyla akımın yönü de sağ tarafa doğru olur. Bazı katılar elektrğ letrken (metaller) bazı katılar elektrğ letmez (tahta, cam vb.) Gazlar normal şartlar altında yalıtkandır. ncak uygun şartlar sağlanırsa letken hale geçeblrler. Şmşek ve yıldırım bu durumun br örneğdr. Plazma haldek maddeler elektrğ çok y letr. Neon lambalar plazmanın br örneğdr. V İletken katılarda (+) yükler hareket etmez. kımın yönü (+) yüklern hareket yönüdür. Yan ( ) yüklern hareket yönünün tersdr. + Tuzlu su Tuzlu suda (+) ve ( ) yonların oluşturduğu elektrk akımı kım şddet temel br büyüklüktür. kım şddet mpermetre le ölçülür. Devredek gösterm şekldek gbdr. V uyun akımı ÖNEKTİ MUB YYINLI Havanın akımı

3 1. BÖLÜM: ELEKTİK KIMI, POTNİYEL K VE DİENÇ 10. ınıf Br letkenn drenc; : Cnsne (özdrenç) : uzunluğuna : dk kest alanına bağlıdır. Drenç, özdrenç ve drencn uzunluğu le doğru, kest alanı le doğru kest alanı le ters orantılıdır. Drenç Br maddenn elektrk akımına karşı koyma özellğne drenç denr. le gösterlr. Brm Ω dur. Bazı maddelern drenc çok büyüktür. Bunlara yalıtkan denr ve akımı hç geçrmez. Tahta, cam, pek bunlara örnektr., t, = t : drenç (Ω), : Boy (m) t : Öz drenç (yapıldığı maddenn cnsne bağlıdır.) (ohm m) : Kest alan (m 2 ) Özdrenç: Br maddenn brm uzunluğunun brm kestndek kısmının elektrk akımına karşı gösterdğ drence denr. yırt edcdr. eosta: Değer değştrleblen drençtr. b Şekldek reostanın sürgüsü a yönünde çeklnce akımın geçeceğ drencn boyu kısalır ve drenç değer azalır. b yönünde çeklrse drenç değer artar. Elektrk Devreler Voltmetre İk nokta arasındak potansyel farkı ölçmeye yarar. İç drenc çok büyük olduğu çn üzernden akım geçmez dolayısıyla devre elemanına paralel bağlanır. V mpermetre İletken üzernden geçen akımı ölçmeye yarar, ç drenc çok küçüktür. Dolayısıyla devreye ser bağlanır. ÖNEKTİ MUB YYINLI a -4-

4 1. ÜNİTE: ELEKTİK VE MNYETİZM askül 1 mpermetre devre elemanına paralel bağlanırsa bütün akım ampermetreden geçer ve devre elemanı kısa devre olur. nahtar Devreden akımın geçp-geçmemesn kontrol eden devre elemanıdır. nahtar açık se akım geçmez. nahtar kapalı se akım geçer. Ohm Kanunu Kapalı br devrede drencn uçları arasındak potansyel farkın üzernden geçen akıma oranı sabt olup drenç değerne eşttr. V (volt) V = (amper) V (volt) Bu eştlğe ohm kanunu denr. (ohm) Kısa devre (amper) V (ohm) Georg mon Ohm ( ) lman fzkç ÖNEKTİ MUB YYINLI Drencn daha önce boyuna, kestne ve yapıldığı maddenn cnsne bağlı olduğun söylemştk. Yan akım ve gerlm drenç değern etklemez. Üretecn gerlm artarsa akım da artar. akat drenç değer değşmez. -5-

5 2. BÖLÜM: ELEKTİK DEVELEİ 10. ınıf Drencn Bağlanması Br devreye ser bağlı drenç eklenrse eşdeğer drenç dama artar. n tane n tane ser bağlı özdeş drençlern eşdeğer le hesaplanır. eş = n Br devreye paralel bağlı drenç eklenrse eşdeğer drenç azalır. n tane n tane özdeş drenç şekldek gb paralel bağlanırsa eş değer drenç; eş = n le hesaplanır. 1. er Bağlama I. er bağlı drençlerden aynı akım geçer. II. = 1 = 2 er bağlı drençlern gerlmlernn toplamı eşdeğer gerlm verr. V = V 1 + V 2 III. Ohm kanunu gereğ V = bağıntısını V = V 1 + V 2 de yerne yazalım. eş = akımlar eşt olduğundan eşdeğer drenç; olur. 2. Paralel Bağlama eş = I. Paralel bağlı drençlerden geçen akımların toplamı ana koldan geçen akıma eşttr. II. = Paralel bağlı drençler üzerndek gerlmler eşttr. V = V 1 = V 2 III. = V V = 1 + eş 1 V = eş elde edlr. 1 2 İk drencn eş değer hesaplanırken; eş = ohm kanunundan = V 1 V 1 formülü kullanılablr. 1 2 V 2 1 V 1 V 2 2 V 2 V 2 olarak yerne yazalım ÖNEKTİ MUB YYINLI -6-

6 1. ÜNİTE: ELEKTİK VE MNYETİZM askül 1 Üreteçler Devrede k nokta arasında sabt potansyel fark oluşturarak akımın geçmesn sağlayan devre elemanına üreteç veya akım kaynağı denr. Pl ve akü doğru akım kaynağına brer örnektr. Yan ürettkler akımın yönü ve büyüklüğü zamanla değşmez. Kmyasal enerjy elektrk enerjsne dönüştürürler. Üreteçler devrede; r le gösterlr. f Üreteçlern br ç drenc vardır. Üreteçlern Bağlanması 1. er Bağlama Üreteçlern zıt kutupları brbrne bağlı se bu üreteçler ser ve düz bağlıdır. f eş = f 1 + f 2 r eş = r 1 + r 2 le hesaplanır ynı kutuplar brbrne bağlı se bu üreteçler ser ve ters bağlıdır. f eş = f 1 f 2 r eş = r 1 + r 2 le hesaplanır. kımın yönünü emk sı (f) büyük olan üreteç belrler. 2. Paralel Bağlama Üreteçlern (+) kutupları br noktaya, ( ) kutupları başka br noktaya bağlı se bu üreteçler paralel bağlı demektr. Bu durumda potansyel fark; f eş = f dr. Paralel bağlı üreteçlern emk ları eşt olmalıdır. Eş değer drenç se; f 1 r 1 f 1 r 1 f r f r f 2 r 2 f 2 r 2 Üreteçlern ç drençlernn eşdeğer bulunurken ser veya paralel bağlı drençlerdek şlemlern aynısı yapılır. Cep telefonu le br süre konuştuğumuzda telefonun bataryası ısınır. Bunun sebeb üretecn ç drencnn olmasıdır. ÖNEKTİ MUB YYINLI r eş = r 2 dr. -7-

7 10. ınıf 1. ÜNİTE: ELEKTİK VE MNYETİZM Pln İcadı I Ölü kurbağanın bacaklarındak snrler kestğnde kasılmalar olduğunu gözlemleyen Galvan bu gözlemlerne dayanarak hayvansal elektrk teorsn ortaya atmıştır. Yan canlıları oluşturan hücreler Glavan ye göre elektrk çermekteyd. Hayatımızda öneml br yer kaplayan, pl 1780 l yıllarda tesadüf olarak Galvan tarafından bulunmuştur. L Galvan nn öne sürdüğü teor üzernde çalışmalar yapan lessandra Volta, kurbağa bacağı kasılmalarının hayvansal elektrkten kaynaklı olmadığını, bacağı keserken kullandığı k farklı metal ve bunlar arasında letm sağlayan sıvıdan kaynaklandığını keşfetmştr. YI N Bu gözlemnden yola çıkarak bakır ve çnko metallernn arasına tuzlu suya batırılmış sünger yerleştren Volta böylece elektrk akımını elde etmştr (Volta pl). Y Lug Galvan ( ) ÇİNKO BKI B LED M U lessandra Volta ( ) Lmona çnko ve bakır levhalar batırılarak Volta nın elde ettğne benzer br akım elde edleblr. Volta tarafından gelştrlen lk pln modellenmes Elektrk Enerjs ve Güç Drenc olan br devre elemanı üzernden akım geçnce açığa çıkan elektrksel enerj Güç kavramı brm zamanda yapılan ş (enerj) le tanımlanır. Tİ Bu elektrksel güç ve mekank güç kavramları çnde geçerldr. W = E = V t = 2 t = 2 V le hesaplanır. Brm zamanda harcanan enerjde bze gücü verr. Bu durumda güç; N EK Gücün brm watt, enerjnn brm joule dür. V2 P= V= = 2 Ö Isı, ş, mekank enerj ve elektrk enerjsnn brm olarak joule kullanılablr. le hesaplanır. -8- r f

8 2. BÖLÜM: ELEKTİK DEVELEİ askül 1 Güç (P) ş (W) Lambalar Brm Klowatt (kw) watt (W) klowatt-saat (kwh) Üzernden akım geçnce ışık yayan devre elemanıdır. Doğru akım (DC) ya da alternatf akım (C) devrelernde kullanılablr. Lambaların parlaklığı gücüne bağlıdır. Elektrksel güç. P = 2 = V = V 2 le hesaplandığını daha önce söylemştk. Bu durumda özdeş olmayan lambalarının parlaklıklarını kıyaslayablmek çn güçlern hesaplamak gerekr. Örneğn; İç drençler 3, ve 2 olan K, L ve M lambalarının parlaklıkları akımları belrlendkten sonra; P K > P L > P M P K = P L = 4 2 P M = 2 2 Özdeş lambalarda se ç drençler eşt olduğu çn akıma veya gerlme bakmak yeterldr. P = 2 = V 2 2 K 3 K 3 2 V olur. L M L M 2 Br devrede özdeş lambalar varsa parlaklıklarını kıyaslamak çn sadece lamba üzernden geçen akıma ya da sadece lambanın gerlmne bakmak yeterldr. Br devrede özdeş lambalardan en parlak yanan lamba üretece paralel olan lambadır. Eğer devrede üretece paralel bağlı lamba yoksa ana koldak lamba en parlak yanar. ÖNEKTİ MUB YYINLI P M K V N L Bu devrede; lambalar özdeş se lambalardan geçen akımlara bakmak yeterl olur. V Bu devrede K lambası en parlak yanar. -9-

9 1. BÖLÜM: BINÇ askül 2 BINÇ Basınç (P): Brm yüzeye etk eden dk kuvvettr. Basınç Kuvvet (): Tüm yüzeye etk eden dk kuvvete denr. Basınç; P = bağıntısı le hesaplanır. Günlük yaşantımızın br çok alanında basınç le karşılaşmaktayız. Bunlara brer örnek verecek olursak karlı zemnde yürümek steyen br kşnn kar ayakkabısı gymes, yumuşak zemnde çalışan ş maknelernn paletl olması, futbolcuların çvl ayakkabı gymes, astronotların uzaya özel kıyafetlerle çıkması olablr. Basınç skaler br büyüklüktür. Katılarda, sıvılarda, gazlarda basınç ve akışkanların basıncı olmak üzere dört başlık altında basınç konusunu nceleyelm. embol Brm Basınç P Pa Basınç kuvvet N Yüzey alanı m 2 ÖNEKTİ MUB YYINLI -3-

10 2. ÜNİTE: BINÇ ve KLDIM KUVVETİ 10. ınıf Katılarda Basınç Katılar kuvvet uygulandığı yönde aynen letrler. Zemn L L K > L K aptye Şekldek raptye kuvvet le zemne tlyor. Bu durumda K ve L yüzeyne etk eden basınçlar P K ve P L se; dr. P K < P L K Katılar ağırlığından dolayı basınç uygular. Basınç kuvvet csm yüzeye sıkıştıran dk kuvvete eşttr. X G X X G X X G X Duvar X G X Zemn Zemn Zemn X katı csmnn zemne uyguladığı basınç P = G X le hesaplanır. Burada G X csmn ağırlığı, se taban yüzey alanıdır. X csmnn üzerne kuvvet uygulanırsa zemne etk eden basınç artar. Bu durumda; le hesaplanır. G P = X + X csmn kuvvet le kaldırmaya çalışırsak zemne etk eden basınç; le hesaplanır. G P = X - X csmn düşey duvara şekldek gb kuvvet le sıkıştırırsak denge durumunda duvara etk eden basınç; P = ÖNEKTİ MUB YYINLI le hesaplanır. Burada csmn ağırlığı basınç kuvvet oluşturmaz. Çünkü ağırlık csmn etk ettğ yüzeye herhang br kuvvet uygulamaz. -4-

11 1. BÖLÜM: BINÇ askül 2 Düzgün Geometrk Yapıya ahp Csmlerde Basınç Düzgün geometrk yapıya sahp csmlern basıncı; d r P = h d g bağıntısı le bulunablr. Düzgün katı csmn temas yüzey ağırlıkları le doğru orantılı olarak değştrlrse zemne yaptıkları basınç değşmez. Zemn P P 1 P 2 P = P 1 = P 2 Katı csm düzgün olmayan geometrk bçmde parçalara ayırırsak taban alanı dar olan parçanın basıncı daha büyük olur. h olur. Zemn P P 1 P 2 P 2 > P > P 1 olur. h: yükseklk d: özkütle g: yerçekm vmes Pezo Elektrk Üzerne basınç uygulanan polmer ya da seramklern elektrk üretmes olayıdır. Çakmaklarda, elektronk terazlerde, mkrofonlarda Pezo etkden yararlanılmaktadır. ÖNEKTİ MUB YYINLI -5-

12 2. ÜNİTE: BINÇ ve KLDIM KUVVETİ 10. ınıf ıvılarda Basınç ıvı basıncı yüzeye dama dk etk eder. P 1 P 2 ıvı P 4 P 3 ıvılarda basınç hesaplanırken o noktanın sıvı yüzeyne olan uzaklığı dkkate alınır. ıvılar basıncı her yöne ve aynı büyüklükte letrler. ıvılar temas ettkler yüzeye ağırlığından dolayı basınç uygularlar. h K ıvı K d P K P M M P = h d g P L L h M Kap K, L ve M noktalarındak sıvı basınçlarını kıyaslayacak olursak P K > P L > P M olur. ıvı basıncı kabın şeklne bağlı değldr. h u u u K L M P 1 P 2 P 3 h L Zemn Zemn Verlen şekllerde K, L ve M noktalarına etk eden sıvı basınçları arasındak lşk; şeklnde olur. P K = P L = P M Şekldek kapta karışmayan d 1 ve d 2 özkütlel sıvılar vardır. K noktasındak sıvı basıncı; P K = h 1 d 1 g L noktasındak sıvı basıncı P L = P K + h 2 d 2 g P L = h 1 d 1 g + h 2 d 2 g h 1 h 2 h: sıvı yüzeyne uzaklık (dernlk) d: özkütle g: yerçekm vmes ÖNEKTİ MUB YYINLI d 1 d 2 K L le hesaplanır. -6-

13 1. BÖLÜM: BINÇ askül 2 ıvılarda Basınç Kuvvet Şekldek kabın çnde yer alan sıvının 1, 2 ve 3 yüzeylerne uyguladığı sıvı basınç kuvvetler; le hesaplanır. hd g 1 1 = 2 2 = h d g ıvı 2 3 hd g = 2 Düzgün kaplarda kap tabanına etk eden sıvı basınç kuvvet sıvının ağırlığına eşttr. ıvı = G Düzgün olmayan kaplarda sıvı basınç kuvvet şeklnde olur. G 1 G 2 u u < G 1 2 > G 2 Zemn 3 3 G: sıvının ağırlığı G 1 ve G 2 ıvıların ağırlıkları ıvı dolu br kabın yan duvarlarına etk eden sıvı basıncı kuvvet hesaplanırken duvarın orta noktasındak basınç le yüzey alanı çarpılır. = P ortalama ıvı altındak dalgıçlara sıvı basınç kuvvet etk eder. ÖNEKTİ MUB YYINLI -7-

14 2. ÜNİTE: BINÇ ve KLDIM KUVVETİ 10. ınıf U Borusu ıvılar sıkıştırılamaz. U boru düzeneğne aynı cns sıvı konulursa her k kolda sıvı sevyeler eşt olur. Düzeneğe brbrne karışmayan farklı özkütlel sıvılar konulursa özkütles küçük olan sıvı daha yüksekte olacak şeklde sıvılar dengelenr. eçlen yatay hzanın alt tarafında tek cns sıvı varsa o hzadak sıvı basınçları eşttr. P K = P L dr. Pascal Prensb Br kaptak sıvının serbest yüzeyne uygulanan basınç, bu sıvı tarafından, sıvının temas ettğ tüm noktalara aynen ve dk olarak letlr. Buna Pascal Prensb denr. Pston DP Şekldek pstonla kapatılmış kapta kuvvetnn neden olduğu basınç artışı sıvı tarafından tüm noktalara aynen letlr. Bleşk Kaplar Şekldek bleşk kapta tek cns sıvı varsa kolların şekl ne olursa olsun sıvı sevyeler aynı yatay hzadadır. ÖNEKTİ MUB YYINLI ıvı DP h X K d X d Y Zemn L h Y -8-

15 1. BÖLÜM: BINÇ askül 2 u Cenderes G 1 2 d Şekldek su cenderesnde pstonların ağırlıkları hmal edlrse; dr. 1 Pstonlar aynı yatay hzada değlse; olur. ren pedalı G = 1 2 h G d G = + hdg 1 2 Hdrolk Kampana stem Vakum güç fren güçlendrc ren hdrolğ basıncı ren ana slndr ren papuçları ren borusu 2 ren Pstonu Tekerlek slndr 1 ve 2 pstonların yüzey alanı ren pedalı anaylerde kullanılan otomobl kaldıraçlarında, dozerlerde, otomobl fren sstemler gb brçok alanda su cenderes kullanılmaktadır. Hdrolk ren stem Vakum güç fren güçlendrc ren hdrolğ basıncı ren ana slndr ren Pstonu ren borusu Kalper ayracı ren papucu ÖNEKTİ MUB YYINLI ren kampanası Dsk rotoru -9-

16 1. BÖLÜM: DLGL askül 3 DLGL Ttreşm hareket le br ortama aktarılan enerjy, br noktadan başka br noktaya leten şekl değşklğne dalga denr. taş top uya bırakılan taş, enerjsnn br kısmını suya aktararak suda şekl değşklğne neden olur. Bu şekl değşklğ de (dalga) taştan kazandığı enerjy br yerden başka br yere taşır. u yüzeynde gördüğümüz bu olayı yay dalgalarında da göreblrz. sarsıntı yönü hareket yönü Hareket Yönü x Genşlk : Genlk (denge konumundan maksmum uzaklık) x : Uzanım (Herhang br anda denge konumuna uzaklık Br csmn denge konumu etrafında salınım hareket yapmasına ttreşm denr. ÖNEKTİ MUB YYINLI -3-

17 3. ÜNİTE: DLGL 10. ınıf tma ynı özellktek atmaların ard arda tekrarlanmasıyla peryodk dalga elde edlr. İPUCU Kuvvet etks le şekl değştreblen, kuvvet etks ortadan kalktığında tekrar esk hâlne döneblen csmlere esnek csmler denr. Br ttreşmle oluşturulan kısa sürel dalgaya atma denr. İlerleme Yönü Şekldek atma +x yönünde lerlerken yay üzerndek notalar aşağı-yukarı yönde ttreşm yaparlar (İletlen ortam değl dalganın enerjsdr.). tma üzerndek noktaların ttreşm yönünü bulablmek çn atmanın kısa br süre sonrak şekl çzlr. İlerleme Yönü ağa doğru lerleyen atmanın br müddet sonrak durumu kırmızı dalga le çzlmştr. Bu süreçte yay üzerndek noktaların ttreşm yönler oklarla gösterlmştr. Peryot (T) 0 Tepe Dalga Boyu T 2T 3T Çukur Dalga Boyu Br tam dalga oluşması çn geçen süredr. Brm sanye (s) dr. rekans (f) +X Yayın Denge Durumu Br sanyede oluşan dalga sayısıdır. Brm s 1 ya da Hertz (Hz) dr. 1 1 Peryot le frekans arasında, Peryot = & T = bağıntısı vardır. frekans f ÖNEKTİ MUB YYINLI Dalga Boyu (m) Dalganın br peryotluk sürede aldığı yoldur. Dalganın ardışık k tepes ya da ardışık k çukuru arasındak mesafe dalga boyunu verr. Dalga boyunun brm metre (m) dr. -4-

18 1. BÖLÜM: DLGL askül 3 abt hızla gden peryodk dalga çn br dalga boyu (m) kadar yer değştrme, br peryotluk sürede (T) gerçekleştğne göre; bağıntısı le bulunur. Hız = Yer değştrme Zaman Bu durumda dalga hızı; Da lg a boyu m = & j = Peryot T j = = n : Yayı geren kuvvet n: Yayın brm uzunluk başına düşen kütles ( m, ), m bağıntısı le bulunur. Görüldüğü gb gergn yaydak dalga hızı yayı geren kuvvetle doğru, brm uzunluk başına düşen yay kütles le ters orantılıdır. Yayılma-Ttreşm Doğrultusuna Göre Enne Dalgalar Enne Dalgalar Boyuna Dalgalar DLGL Ttreşm Yönü Yayıldıkları Ortama Göre Mekank Dalgalar İlerleme Yönü Elektromanyetk Dalgalar İlerleme yönü le ttreşm yönünün brbrne dk olduğu dalgalardır. u dalgası, yay daglası, elektromanyetk dalgalar (ışık, radyo dalgası) enne dalga örneklerdr. Boyuna Dalgalar İlerleme Yönü Ttreşm Yönü İlerleme yönü le ttreşm yönünün brbrne paralel olduğu dalgalardır. Yay dalgası, su dalgası, ses dalgası, boyuna dalga örneklerndendr. Mekank Dalglar Yayılması çn maddesel ortama htyaç olan dalgalardır. u, ses, deprem, yay dalgaları bu dalgalara örnektr. f = T 1 bağıntısı hız formülünde yerne konulursa j = m f bağıntısı elde edlr. ynı maddeden yapılmış, boyları eşt yaylardan nce olanında dalga daha hızlı, kalın olanında dalga daha yavaş lerler. İPUCU Br dalganın frekansı yalnızca dalga kaynağına bağlıdır. Ortamın değşmes dalganın frekansını etklemez. İPUCU Dalganın hızı yayıldığı ortamın özellklerne bağlıdır. Genlğ, genşlğ ve frekansı ne olursa olsun aynı yayda oluşturulan atmaların hızları brbrne eşttr. ÖNEKTİ MUB YYINLI Elektromanyetk Dalglar Hem maddesel ortamda hem de boşlukta yayılablen dalgalardır. Işık, radyo dalgaları elektromanyetk dalga örneklerndendr. -5-

19 2. BÖLÜM: YY DLGI 10. ınıf YY DLGI İPUCU tma temel br fzk kavramı değldr. Dalgaların özellklern daha y nceleyeblmek çn oluşturulmuştur. İPUCU Br engelden yansıyan atmalar, gelen atma le aynı ortamda lerledğ çn genlğ ve hızı, gelen atmanın genlğne ve hızına eşt olur. İp veya sarmal yay gb herhang br ortamda oluşturulan atmanın br engele çarparak gerye dönmesne yansıma denr. abt Uçta Yansıma Ucu sabt br noktaya bağlanmış yayda sabt uca gelen atma ters dönerek ger yansır. Hareketl Uçta Yansıma Yansıyan tma Gelen tma abt Uç abt Uç Ucu sürtünmesz br halkaya bağlanmış yayda hareketl br halkaya gelen atma geldğ gb ger yansır. Yansıyan tma Gelen tma ürtünmesz Halka ürtünmesz Halka ÖNEKTİ MUB YYINLI -6-

20 3. ÜNİTE: DLGL askül 3 TMLIN KLI OTM GEÇMEİ arklı kalınlıktak k yayı brbrne ekledkten sonra br atma oluşturduğumuzda ortamlar brbrnden farklı olacağı çn yansıma ve letm oluşacak ve atma özellkler değşecektr. İnce Yaydan Kalın Yaya Gönderlen tma j g g X g Haff Yay (nce yay) y X y j y yansıyan atma gelen atma ğır Yay (kalın yay) letlen atma j X g : Gelen atmanın genlğ X g : Gelen atmanın genşlğ j g : Gelen atmanın hızı y : Yansıyan atmanın genlğ X y : Yansıyan atmanın genşlğ j y : Yansıyan atmanın hızı tma nce yaydan kalın yaya geçerken bağlantı noktası sabt uç gb davranır. j g = j y > j X g = X y > X g > y ve g > olur. Kalın Yaydan İnce Yaya Gönderlen tma Kalın yay y X y gelen atma j g g X g yansıyan atma j y : İletlen atmanın genlğ X : İletlen atmanın genşlğ j : İletlen atmanın hızı İnce yay letlen atma j tma kalın yaydan nce yaya geçerken bağlantı noktası hareketl uç gb davranır. j g = j y < j X g = X y < X g > y ve g > olur. X Dalga kaynağında oluşturulup ortamda hareket eden atmaya gelen atma, bu ortamdan farklı br ortama geçen atmaya letlen ya da geçen atma, aynı ortama ger dönen atmaya yansıyan atma denr. İPUCU İnce yaydak dalga hızı aynı maddeden yapılmış kalın yaydak dalga hızından daha büyüktür. İPUCU Br dalganın enerjs genlğ le doğru orantılıdır. ÖNEKTİ MUB YYINLI İPUCU İletlen atma her zaman gelen atma le aynı yönde olur. -7-

21 2. BÖLÜM: YY DLGI 10. ınıf TMNIN BİBİİ İÇİNDEN GEÇMEİ İPUCU Yapıcı grşm yapan eşt genlkl atmalar üst üste geldğnde br an çn atmaların genlkler toplamına eşt yen br atma oluşur. İPUCU Yıkıcı grşm yapan eşt genlkl atmalar üst üste geldklernde br an çn atmaların genlkler toplamı sıfır olur ve yay duruyormuş gb görünür. İk atmanın aynı ortamın herhang br yernden aynı anda geçmes olayına grşm denr. ynı yönlü atmaların üst üste gelmes le oluşan grşme yapıcı grşm, zıt yönlü atmaların üst üste gelmes le oluşan grşme yıkıcı grşm denr. B B tmalar brbrnn çnden geçtkten sonra özellklern kaybetmeden lerlemeye devam ederler. ÖNEKTİ MUB YYINLI B B B B B B -8-

22 şağıda belrtlen ddalar; 2. DOĞU BÖLÜM: se YY D DLGI YNLIŞ se Y şeklnde şaretleynz. askül 3 1. Brm zamanda oluşan dalga sayısına peryot denr. D 2. Br dalganın hızı (j), D m j = bağıntısıyla hesaplanır. T 3. Br yay dalgası nce telden kalın tele geçnce genlğ değşmez. D 4. tmalar kalın telde hızlı, nce telde yavaş lerler. D 5. tmanın lerledğ ortam değşrse hızı ve dalga boyu değşr, peryodu değşmez. Y Y Y Y 6. Br ucu duvara serbest olarak bağlanmış yay üzernde oluşturulan atma duvardan geldğ gb gerye yansır. D 7. İk yay dalgasının brbrn sönümleyeblmes çn genlklernn denge konumuna göre zıt ve eşt büyüklükte olması gerekr. D 8. Yay üzernde oluşturulan br dalganın sadece frekansı artırılırsa hızı da artar. D 9. Bütün yay dalgaları enne dalgalardır. ÖNEKTİ MUB YYINLI D 10. Br dalganın enerjs hakkında yorum yapmak çn dalganın hızına bakmak gerekr. Y Y Y Y D Y D Y -9-

23 4. ÜNİTE: OPTİK askül 4 Işık bzm görüleblmemzn ana nedendr. Eğer ışık olmasaydı hç br şey göremezdk. Işık foton denlen kütlesz ve yüksüz atomaltı parçacıklardan oluşur. Tüm parçacıklar gb fotonlar da dalga özellğ gösterrler. Yan br dalga boyları ve br frekansları vardır. otonlar kaynaklarından çıktıktan sonra önlernde hçbr engel yoksa aynı doğrultuda ve hç sapmadan yayılırlar. Herhang br csme çarpınca da csmn saydam olup olmamasına göre yansır veya kırılırlar. Günümüzde ışığın hareket kl (dual-çft) model denlen dalga ve taneck teorlernn brleşmesnden oluşmuş br teor le açıklanmaktadır. Taneck Teors 19. yüzyıla kadar ışığın ya gözlenmekte olan csm tarafından yayılan ya da gözlemcnn gözlernden fışkıran br parçacık sağanağı olduğu kabul edlyordu. İbn-î Heysem ( ), görme olayının aslında csmlerden yansıyan ışınların gözümüze ulaşmasısayesnde gerçekleştğn lk olarak ortaya atan blm nsanıdır. Işığın taneck (parçacık) teorsnn en öneml kurucularından olan Isaac Newton se parçacıkların ışık kaynağından yayıldığını ve bu parçacıkların göze grerek görme duygusu uyandığına nanıyordu. Newton bu düşüncey kullanarak ışığın yansıması ve kırılmasını açıklamıştı. Br çok blm nsanı Newton un taneck teorsn kabul etmşt. Newton un sağlığında ışıkla lgl başka br teor daha ortaya atılmıştı. ÖNEKTİ MUB YYINLI Isaac Newton ( ) -3-

24 4. ÜNİTE: OPTİK 10. ınıf Dalga Teors Chrstan Huygens ( ) James Jlerk Maxwell ( ) 1678 de Hollandalı fzkç ve astronom Chrstaan Huygens ışığın br tür dalga hareket olduğunu söylemş, ışığın dalga teorsnn yansıma ve kırılma olaylarını açıklayabldğn göstermştr. Dalga teors dğer blm nsanları tarafından hemen kabul edlmed. Bunun neden; Eğer ışık dalga olsaydı dalgalar engellern çevresnde bükülecekler, böylece köşelern çevresn göreblecektk. şeklnde tartışmalar olmasıydı. Günümüzde ışığın gerçekten de csmlern kenarları cvarında büküldüğü blnmektedr. Kırınım olarak blnen bu olayı ışık dalgaları, kısa dalga boylu olduklarından gözlemlemek kolay değldr de Thomas Young ışığın dalga teorsn doğrulayan lk açık deneyn yaptı. Young, uygun koşullar altında ışık ışınlarının brbryle grşm yaptıklarını gösterd. Grşm dalgaların brbr çnden geçerken brbrn söndürmes ya da güçlendrmes olarak açıklayablrz. Işığın bu davranışı taneck model le açıklanamaz çünkü k veya daha fazl aparçacık br araya gelp brbrlern yok edemezler. Işığın bu davranışı taneck model le açıklanamaz. Çünkü k veya daha fazla parçacık br araya gelp brbrlern yok edemezler. Işığın dalga modelne en büyük katkıyı 1964 yılında ışığın yüksek frekanslı elektromanyetk dalga şeklnde olduğunu açıklayan James Clerk Maxwell yaptı yılında Gustav Ludwg Hertz elektromanyetk dalgaları oluşturarak ve algılayarak Maxwell teorsnn deneysel olarak spatını yaptı. yrıca Hertz ve dğer araştırmacılar ışığın; dalgaların yansıma, kırılma ve dğer bütün karakterstk özellklern sergledklern gösterdler. Işık yapılan deneyler sonucunda bazı olaylarda taneck gb bazı olaylarda dalga gb davranmaktadır. Örneğn gölge, yarıgölge, aydınlanma, yansıma, compton ve fotoelektrk gb olaylarda ışık taneck gb davranırken, kırınım, grşm, kırılma gb bazı olaylarda da dalga gb davranmaktadır. Bu deneyler lerleyen yıllarda ışığın çft karakter gösterdğn blm nsanlarının kabul etmesn sağlamıştır. ÖNEKTİ MUB YYINLI -4-

25 4. ÜNİTE: OPTİK askül 4 Elektrk ve manyetzmanın klask teors ve dalga model ışığın blnen çoğu özellklern açıklayablmesne karşın bazı deney sonuçlarına göre yeterl olmuyordu. Bunların en çarpıcı olanı Hertz tarafından keşfedlen fotoelektrk olaydır. otoelektrk olay ışığın br metal yüzeye çarptığında yüzeyden uygun şartlar sağlandığında elektron koparmasıdır. Bu durum ışığın dalga modelyle açıklanamayan br durumudur. Bu gelşmeler ışığın kl br doğruya sahp olduğunu gösterr yılında Los de Brogle, otonlar hem dalga hem de taneck özellklerne sahptrler. Belk maddenn her türlü şekl bu k özellğe sahptr. öngörüsünde bulunarak ışığın taneck ve dalga teorsn brleştrd. Bu teorye göre ışığın doğasında kl yapı vardır. Işık kütles olmayan, yüksüz foton adı verlen özel tanecklerden (enerj paketçkler) ve fotona eşlk eden madde dalgalarından oluşmaktadır. Işık bazı olaylarda dalga gb, bazı olaylarda se taneck gb davranmaktadır. Işığın düşük frekanslarda dalga karakternn ön palana çıktığı, yüksek frekanslarda se taneck karakternn ön plana çıktığı gözlenmştr. u dalgaları hem enne hem de boyuna dalgalardır. Işık dalgası se enne dalgadır. Işığın br yüzeyden yansıması ve kırılması Işığın grşm Işığın kırınımı Işığın etklenmeden brbr çnden geçmes gb olaylar hem su hem de ışık dalgalarının ortak özellklerdr. Işık özellğ her yernde aynı olan br saydam ortamda her yöne ayı yoğunlukta, doğrusal br yol zleyerek yayılır. Işığın yönlendrlmş yayılma doğrularına ışın denr. Noktasal kaynaktan yayılan ışınlar Paralel yayılan ışınlar Lous de Brogle ( ) ÖNEKTİ MUB YYINLI Işık boşlukta c = m/s hızla yayılır. -5-

26 1. BÖLÜM: YDINLNM 10. ınıf YDINLNM UYI Işık kaynağından çıkan ışınlar doğrudan veya dolaylı olarak çarptıkları yüzeyler aydınlatırlar. ydınlama br yüzey üzerne düşen ışık yoğunluğu le lgl br kavramdır. Işık Şddet Br ışık kaynağının brm zamanda yaydığı ışık enerjsnn br ölçüsüdür. Parlaklığın ölçüsü olarakta tanımlanablr. I le gösterlr ve I brm sstemnde temel büyüklük olup brm candela (cd) dr. Işık kısı Br ışık kaynağından brm zamanda yayımlanan görünür ışık enerjsne ışık akısı denr. Işık akısı kaynaktan yayılan ışıma gücü olarak fade edleblr. Işık akısı ışık mktarı veya taneck sayısı le doğru orantılı br büyüklüktür. U sembolü le gösterlr ve brm lümen (lm) dr. Lümen Işık şddet 1 cd olan br noktasal kaynaktan 1 metre uzaklıkta ışınlara dk olarak konulmuş 1 m 2 lk yüzeye gelen ışık akısıdır. Kürenn yüzey alanı = 4rr 2 r = 1 m se = 4r olur. 1 cd şddetndek kaynağın yayımladığı ışık akısı; U = 4r lümen se I şddetndek br kaynağın yayımladığı ışık akısı; U = 4rI olur. (Tüm küre çn) Yarım küre çn bu değer U = 2rI dır. 1/m 1m 2 I = 1 cd ÖNEKTİ MUB YYINLI 1 candela bell br yönde 540 x hertz frekansında tek renkl ışıma yapan ve 1 metre yarıçapındak kürenn merkeznden kürenn yüzeyndek 1 m 2 alanı 1 gören açı başına watt ışıma yo- 683 ğunluğuna sahp olan br kaynağın ışık şddetdr. Çeyrek küre çn bu değer U = ri dır. r = 1 m -6-

27 1. BÖLÜM: YDINLNM askül 4 X, Y ve Z kürelernn ç yüzeylerndek ışık akısı; I I X 30 r 2r 3r r X yüzeyndek ışık akısı; U X = 4rI 12 1 le hesaplanır. ydınlanma Şddet I Y U X = U Y = U Z = 4rI dır. X I I Z 2r 60 Y yüzeyndek ışık akısı; U Y = 4rI 1 6 le hesaplanır. Brm yüzeye dk olarak düşen ışık akısına aydınlanma şddet denr. E sembolü le gösterlr ve brm lüxs (lx) tür. Br ışık kaynağından çıkan toplam akı U ve bu akının düştüğü yüzeyn alanı se bu yüzeydek aydınlanma şddet; E = U olur. Işık şddet I olan noktasal br kaynak r yarıçaplı kürenn merkezne yerleştrlrse, küre yüzeyndek aydınlanma şddet; U 4rI I E = = = 4rr 2 r olur. Buna göre ışınlara dk olan br yüzeydek aydınlanma şddet kaynağın ışık şddet le doğru, uzaklığın kares le ters orantılıdır. I Y r UYI Küre merkezne yerleştrlen br kaynağın küre yüzeyndek ışık akısı kürenn yarıçapına bağlı değldr. Işık akısı sadece kaynağın ışık şddet le doğru orantılıdır. Brmler Işık Şddet Candela (Cd) Işık kısı ydınlanma ÖNEKTİ MUB YYINLI lümen lüx -7-

28 1. BÖLÜM: YDINLNM 10. ınıf İPUCU K r r L a 2a I Kürenn merkezne konulan ışık kaynağının K, L, M noktalarında yaptığı aydınlamalar eşt olur. E K = E L = E M Çünkü küre merkeznden çıkan bütün ışınlar küre yüzeyne dk düşer. İPUCU I r M I. Işınlar Yüzeye Dk Gelyorsa K noktası çevresndek aydınlanma şddet I E K = 2 d le bulunur. II. Işınlar Yüzeye Dk Gelmyorsa L noktası çevresndek aydınlanma şddet I E L = cosa le bulunur. 2 d Şekldek X ve Y küresel yüzeylerne düşen ışık akıları aynıdır. U X = U Y ncak aydınlanmalar eşt değldr. E X = U U E Y = 4 olur. Işınlar brbrne paralel olduğunda brm yüzeye düşen ışık akıları eşt olur. Dolayısı le brm yüzeye düşen ışık akısı mktarı olarak tanımlanan aydınlanma şddetler de eşt olur. E 1 = E 2 I Paralel ışık demetnn yolu üzerndek her noktada aydınlanma şddetler aynı olur. ydınlanma şddet Uzaklığa bağlı değldr. a X I d K Normal ÖNEKTİ MUB YYINLI Çukur aynanın odak noktasına konulan br ışık kaynağından çıkan ışınlar aynadan yansıtılarak paralel ışık demet elde edleblr. L E 1 a d Y I E

29 4. ÜNİTE: OPTİK askül 4 otometreler Işık şddet blnen br kaynak yardımıyla, başka br kaynağın ışık şddetn ölçmek çn kurulan düzeneklerdr. Yağ Lekel otometre Bu fotometrenn asıl kısmı ortasında küçük br yağ lekes bulunan beyaz kağıdıdır. Kağıdın k tarafına konulan ışık kaynaklarının ekran üzerndek kağıda uzaklıkları ayarlanarak ekranın her k yüzeyndek aydınlanmaların eşt olması sağlanır. Bu durumda kağıt üzerndek yağ lekes gözükmez. Yağ lekes I 1 I 2 d 1 d 2 Işık Basıncı ve Crookes adyometres Işık ışınları çarptıkları yüzeylere ısı aktarımı yapar. Bu ışığın enerj taşıdığını gösterr yılında Wllam Crookes tarafından yapılmış olan radyometrede ışık enerjs hareket enerjsne çevrlr. 1. Havasız adyometre İçnde hava olmayan cam fanus çersnde br ml etrafında serbest ve döneblen dört yapraklı br çark vardır. Yaprakların brer yüzler ışığı yansıtan parlak dğer yüzler ışığı soğuran syaha boyalıdır. adyometreye ışık düşürüldüğünde syah taraf ışığı emer parlak tarafa doğru çark dönmeye başlar. Böylece ışığın basıncı olduğu anlaşılır. 2. Havalı adyometre İçnde hava bulunan radyometredr. Üzerne ışık düşürülen çark üzerndek yaprakların syah tarafı ışığı emdğnden parlak tarafa göre sıcaklığı daha fazla artar. yah bölgeye yakın olan hava moleküllernn sıcaklığı daha fazla artar ve daha büyük hızla yaprağa çarpar. Çark syah taraftan parlak tarafa doğru dönmeye başlar. Yağ lekel fotometre olayında kağıdın her k yüzündek aydınlanmalar eşt olduğuna göre, İPUCU E 1 = E 2 I 1 2 = I 2 2 d d bağıntısı yazılablr. 1 2 adyometreye düşen ışık şddet ne kadar fazla se çark o kadar hızlı döner. ÖNEKTİ MUB YYINLI -9-