X-Işınları. Lazer Işınları. Test 1 in Çözümleri. 3. Ses dalgaları mekanik dalga olup elektromanyetik dalga değildir. Yanıt A dır.

Transkript

1 5 6 X-Işınları Lazer Işınları Test in Çözüleri. X-ışınları, atoun bir elektronunun bir hâlden daha düşük enerjili başka bir hâle geçiş yaptığı sırada oluşur. Noral ışık ile aralarındaki tek fark ilgili elektronun enerji düzeyleri sıralaasındaki konuundan ileri gelir. Görünür ışık yayıından sorulu elektronların ato çekirdeğine zayıf bir şekilde bağlı dış elektronlar olasına karşın, X-ışıası yayıından sorulu elektronların ato çekirdeğine çok kuvvetli bir biçide bağlı olasıdır. Bu nedenle X-ışınlarının taşıdığı enerji daha büyüktür. 3. Ses dalgaları ekanik dalga olup elektroanyetik dalga değildir. 4. X-ışınları elektrik ve anyetik alanlardan etkilenezler.. X-ışınları dalga boyları çok küçük, enerjileri ve dolayısıyla giricilikleri çok büyük olan elektroanyetik dalgalardır. Görünür ışık gibi doğrusal bir yol izlerler, havadaki ve boşluktaki hızları ışık hızına eşit olup c dir. Enine dalga oldukları için; yansıa, kırıla ve polarizasyon özellikleri vardır. Canlı hücrelerde utasyonlar eydana getirebilirler ve doku yapısının bozulasına neden olabilirler. Elektroanyetik dalga olduğu için ışıkta olduğu gibi addeden geçişi sırasında bir kısı soğrulurken bir kısı saçılaya uğrar. Yüksüz oldukları için anyetik ve elektrik alandan etkilenezler. Fotoğraf fillerine etki ederler. Oldukça kalın katı ve sıvı ortalardan geçerler. X-ışınları genel olarak kütle nuarası küçük olan eleentlerden daha iyi geçerken, kütle nuarası büyük olan eleentlerden iyi geçezler. Geçtikleri gaz ortalarını iyonlaştırırlar. 5. Verilen tanı X-ışınlarını anlataktadır. 6. X-ışınları, ikrodalgalar ve kırızı ötesi ışınlar elektroanyetik dalgadır. Elektroanyetik dalgaların hepsi c ışık hızıyla hareket eder. 7. K d V X-ışınları Açığa çıkan X-ışınlarının enerjisi E = e V ile bulunur. Buna göre ışıanın enerjisi, elektronun yükü ile hızlandırıcı gerilee bağlıdır.

2 Ünite 6 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulaaları 8. En yüksek enerjili ışıanın dalga boyu en küçük olur. in = dir. qv. Her iki duruda da d yolunun sabit kaldığı söyleniyor. ev = ev V v = V v v v...( ) d d dc v = = = t c d d 4dc v = = = t c 9. E = e V = = ev ev V = = V ev V = olarak verildiğine göre = bulunur. V hız için bulduğuuz v, v değerlerini () nuaralı bağıntıda yerine yazalı. dc V ( ) = = V 4dc 4 ( ) Buna göre, V = V ise V = 4V olur. 0. ev = olduğuna göre V gerilii arttığında λ dalga boyu küçülür. Gerililer V, V, 3V değerlerini aldığına göre λ > λ > λ 3 olur.. X-ışınlarının dalga boyu he atoik boyutla he de addeyi oluşturan oleküllerdeki atolar arası bağ uzunluğu ile aynı boyuttadır. Bu özelliğinden dolayı dökü ve kaynaklı parçaların kusurlarını görek için kullanılır. Canlıların vücudunda kullanıldığında farklı dokular tarafından farklı iktarlarda soğrulur. Bu özelliğinden dolayı X-ışınları vücuttaki bazı organları görüntüleek için kullanılır. Ayrıca X-ışınları tüörlerin yok edilesinde de kullanılaktadır.

3 X-IŞINLARI LAZER IŞINLARI 3 Test nin Çözüleri. X-ışınları, bazı galaksiler ve yıldızlar tarafından yayılan bir radyasyon çeşididir. Yapay uydulardan alınan bazı cisi görüntüleri, çeşitli X-ışını kaynaklarını gösteriştir. Bunlar aynı zaanda potansiyel kara deliklerin yerleri hakkında da fikir verektedir. Bu tür gözlelerin taaı uzayda yapılak zorundadır; çünkü X-ışınları atosferden içeri geçeezler. Yüksek enerjili olalarına rağen havadaki oleküllerle etkileşie girerek yeryüzüne varaazlar. Bu duru; canlıların, uzaydan gelen X-ışınlarından korunası için bir kalkan gibidir. Dünya üzerindeki X-ışınları ise, yapay olarak üretilektedir. X-ışınlarının frekansı Hz veya daha yukarıdadır. 4. Yapılan deneylerde iki çeşit X-ışını elde edildiği sonucuna varılıştır. Sürekli spektru X-ışını olarak adlandırılan birinci grupta, her dalga boyunda enerjiye sahip ışıaların olduğu tespit ediliştir. Elektronların çekirdek çevresinde çeşitli enerji seviyelerinde dolandığını biliyoruz. K iç yörüngedeki elektronun çekirdeğe olan bağlana enerjisi en büyüktür. Bu elektronu uyararak üst yörüngelere çıkarak için diğerlerine göre daha fazla enerji harcaak gerekir. Eğer bu elektron uyarılarak üst yörüngerelere çıkarılırsa teel hâle dönerken aldığı enerjiyi karakteristik X-ışını olarak geri verecektir. Karakteristik X-ışınları hızlandırıcı geriliin değerine değil, kullanılan hedef etalin cinsine bağlıdır. Çünkü her eleentin K yörüngesindeki elektronu uyarak için farklı uyarıla enerjileri vardır. Bunun sonucu olarak da yayılanan X-ışını etalin cinsine bağlı olarak farklı enerjilerde olacaktır.. X-ışınlarının nüfuz ete gücü onların taşıdığı enerjiyle doğru orantılıdır. X-ışınlarının enerji bağıntısı E = ev olup hızlandırıcı gerilile doğru orantılıdır. 3. Sıvı kristal hâli addenin sıvı ile katı arasındaki bir duruu belirtir. Sıvı kristalleri, sıvılar gibi akışkan, katılar gibi optik özelliklere sahiptir. Sıvı kristaller kendi içlerinden geçen ışığın özelliklerini değiştirebilir, ışık ışınlarını istenilen doğrultuya yönlendirebilecek kabiliyettedir. Sıvı kristalerdeki olekül içi bağların zayıf olası onların basınç, sıcaklık, elektrik ve anyetik alandan kolay etkilenelerine neden olur. Bu özellikten dolayı sıvı kristallerinin renkleri sıcaklığa bağlı olarak kırızıdan ora kadar değiştirebilirler. 5. Yüksek hızlarla etal bir hedef üzerine gönderilen, serbest elektronlar, enerjilerinin taaını veya bir kısını burada çarpış oldukları etal atolarına devrederek yüksek frekanslı elektroanyetik dalgaların salınasına neden olurlar. Bu elektroanyetik dalga X-ışınlarıdır. Fotoelektrik olayda katot addesi üzerine foton gönderilip elektron koparılır. Bir başka ifadeyle; X-ışınlarının oluşu ekanizası, fotoelektrik olaya neden olan olayın ta tersidir.

4 4 Ünite 6 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulaaları hedef etal kurşun kristal X-ışını tüpü X-ışını huzesi fil X-ışını tüpünden çıkan ışınların kontrolü kurşun levha ile yapılaktadır. Kurşun levhadaki küçük delikten geçen ışınlar kristal üzerine düşerek nüfuz eder. X-ışınları kristalin iç yapısını fotoğraf fili üzerine düşürür. Bu deney ile verilen üç önere de kanıtlanıştır. Şekilde nuara ile gösterilen katot elektronlarını kolay salabilen bir etalden seçilir. Şekilde nuara ile gösterilen anot hedef etal adını da alır. Bu etale yüksek hızlı elektronlar çarparak durdurulduğu için ato nuarası büyük olalıdır. Ayrıca bu etalin erie sıcaklığı da yüksek olalıdır. 7. Soruda verilen üç özellik he gaa ışınlarının he de X-ışınlarının ortak özelliklerindendir. 8. elektronlar etal hedef (anot) hızlandırıcı gerili havası boşaltılış katot ısıtıcı gerili X-ışınları Şekilde görüldüğü gibi X-ışını tüpünde doğru akı kaynakları kullanılaktadır. Alternatif akı kaynağı kullanılaz. Yanıt B dir. 0. X-ışını tüpünde katotta üretilen elektronların hızı levhalar arasında uygulanan gerilile doğru orantılıdır. Elektronların hızı ne kadar büyük olursa oluşan X-ışınlarının enerjisi de o kadar büyük olur. O hâlde X-ışınlarının enerjisi hızlandırıcı geriliin artasıyla artar. İç yörüngedeki bir elektron uyarılarak üst yörüngeye çıkarılış olsun. Bu elektron teel hâle dönerken aldığı enerji karakteristik X-ışın olarak geri verir. Karakteristik X-ışınlarının enerjisi hızlandırıcı geriliin değerine değil, kullanılan hedef etalin cinsine bağlıdır. Çünkü her eleentin K yörüngesindeki elektronunu uyarak için farklı uyara enerjileri vardır.

5 X-IŞINLARI LAZER IŞINLARI 5. X-ışını şiddeti olibden için 4. X-ışınlarının en iyi soğuran eleeent ato nuarası 06 olan kurşundur. 0 dalga boyu (A ) Bobardıanı gerçekleştiren elektronların tü enerjisi tek X-ışınına verildiğinde; in = ev yazabiliriz. h, c, e sabit olduğundan λ in değeri V ye bağlı olarak değişir. 5. Lazer uyarılış eisyonla ışın yaya teeline dayanır. Katı, sıvı ve gaz lazerleri vardır. Aynı fazlı ve aynı frekanslı fotonlardan oluşur.. Verilen her üç bilgi de doğrudur. Yanıt B dir. 6. X ışını tüpünde elektronların iveli hareketi X ışınlarının oluşasını sağlar. Bu olayda elektronun enerjisi X ışınlarının enerjisine eşittir. Elektrik yükü e olan bir elektron V potansiyel farkı altında hızlandırılırsa ev kadar enerji kazanır. 3. Çarpışa sırasında hedefe çarpan elektronların enerjisinin taaı X-ışının enerjisine dönüşüş ise enerjisi ve frekansı en yüksek ışınlar elde ediliştir. Bu ışınların dalga boyu ise en küçüktür. Buna göre X ışınının enerjisi de e V ye eşit olur. Bu duruda hızlandırıcı potansiyel, e V = V = e bulunur.

6 6 Ünite 6 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulaaları Test 3 ün Çözüleri. Nano teknoloji henüz canlıları kopyalaak için kullanılaaktadır. 7. Lazer ışığının en öneli özelliği fotonların aynı frekansta ve aynı fazda olasıdır. Noral ışık içinde he farklı frekanslı ışınlar vardır, he de ışınlar arasında faz farkı vardır.. Karakteristik X-ışınları hızlandırıcı geriliin değerine değil, kullanılan hedef etalin cinsine bağlıdır. Karakteristik X-ışınları katot etalinin cinsine bağlı değildir. 8. Soruda verilen ifadelerin hepsi lazer ışığının özelliklerindendir. Bunların dışında kese, dele, kalite kontrol, üç boyutlu görüntü gibi daha bir çok alanda lazerden faydalanılır. Yanıt: E dir. 3. X-ışınları elektroanyetik dalga özelliğinde olduğundan yüzeylerden yansıa, saçıla yapabilir. Ayrıca çarptığı yüzeyde soğrulabilir ve girişi yapabilir. Ancak atosfer içinde uzun yol alaaz. 9. Copton olayında foton enerjisinin bir kısını karbon atounun elektronuna aktarır. Bu olayda foton soğrulaz. Uyarılış eisyonda uyarılış atoları eisyona zorlayan foton soğrulaz. I. yargı doğrudur. 4. X-ışınları geçtikleri canlı organizalarda iyonlaştıra ve soğrula olaylarına katılabilir. Ancak yaraları iyileştire işlei yapaaz. II. ve III. yargıdaki tanılaalar da doğrudur. 5. Uçak yakıtı sıvı kristali değildir. 0. X-ışınları, yüksek enerjili elektronlar etal levha tarafından durdurulurken elde edilir. Ato, sıcaklığı artırılarak, elektronla veya fotonla bobardıan edilerek uyarılabilir. Uyarılış bir atoun kendiliğinden ışıa yapasına kendiliğinden eisyon denir. 6. Maglev taşıacılık ve anyetik rezonans cihazları (MR) birlikte insan yaşaına giriştir. Uyarılış atoların eisyona zorlayan fotonlar tarafından ışıa yaptırılasına, uyarılış eisyon denir. Yani uyarılış eisyonda utlaka foton kullanılır.

7 X-IŞINLARI LAZER IŞINLARI 7. V katot elektron anot. X-ışınları tüpünde elektronu hızlandırak için harcanan enerji; önce elektron üzerinde kinetik enerjiye, sonra da X-ışınlarının enerjisine dönüşür. Yani; e V = v = X-ışınlarının enerjisi olur. Bu duruda levhalar arası V gerilii ve elektronların v hızı X-ışınlarının enerjisini etkiler. X-ışını tüpünde V potansiyeli ile hızlandırılan elektronlar bir kinetik enerji kazanır. Bu enerji çarpa anında oluşan X-ışınları üzerinde depolanır. Bu enerji büyüdükçe X-ışınlarının frekansı da büyür. Anotta kullanılan levhanın yüzey alanı oluşan X-ışınlarının frekanslarını etkileez. V