MODEL SORU 1 DEK ETK NL KLER N ÇÖZÜMLER

Transkript

1

2 MERN F Z

3 MERN F Z ME SRU E ET N ER N ÇÖZÜMER ET N N ÇÖZÜMÜ. Max Plank Belirsizlik ilkesi. Albert Einstein Atom modeli. Rutherford flarlama ilkesi. Pauli Fotoelektrik olay. Heisenberg Siyah isim fl mas ET N N N ÇÖZÜMÜ a) 0. yüzy l n bafllar na gelindi inde siyah isim fl mas, fl n yap s, elektromanyetik fl ma gibi olaylar klasik fizik yasalar ile aç klanam yordu. b) Modern fizik ve görelilik teorisi kendilerinden öneki olaylar aç klad gibi fizikte yeni olaylar n do mas na zemin haz rlad. ) Günümüzde kuantum, kat hâl, atom ve çekirdek fizi i gibi alt isimlerle de an lan modern fizi in temeli Max Plank n siyah isim fl mas ile at lm flt r. d) lasik fizi in aç klayamad fotoelektrik olay n Albert Einstein aç klad. e) Rutherford atomlar n kendi boyutlar na göre çok küçük pozitif yüklü çekirdeklerden olufltu unu buldu. f) Heisenberg e göre fiziksel olaylar anlatmak için kulland m z dil klasik fizik te baflar l olsa da atomun içinde veya ivar nda ereyan eden olaylar tarif etmek için yetersiz kalmaktad r. g) Pauli nin d flarlama ilkesi ve Heisenberg in belirsizlik ilkesi fizikteki tüm olaylar n klasik fizik yasalar ile aç klanamayaa sonuunu ortaya koydu. MERN F Z

4 ME SRU E ET N ER N ÇÖZÜMER ET N ÜN ÇÖZÜMÜ Siyah isim üzerine düflürülen her renkteki (frekanstaki) fl n tümünü absorblayan isim demektir. Max Plank n maddenin enerji paketçikleri halinde fl ma enerjisi yayd fleklindeki kabulü modern fizik in do mas na yol açt. Siyah isim fl mas n n fizikteki önemi enerjinin ilk defa kesikli olabilee i gerçe inin ortaya at lmas d r. Bu durum Einstein a fotoelektrik olay n aç klama f rsat vermifltir. Siyah isim fl mas ile daha öne dalga olarak bilinen π fl n taneikli yap ya da sahip oldu u gözlendi. Bunun sonuunda fl n ikilem yap da oldu u ortaya ç kt. ª º ET N ÜN ÇÖZÜMÜ q a) Ifl n dalga özelli i gösterdi i q ) Ifl n taneikli yap ya da sahip oldu u q b) Enerjinin kesikli oldu u q d) Fotoelektrik olay ET N N ÇÖZÜMÜ alga modeli k r n m giriflim polarizasyon Taneik modeli X- fl nlar fotoelektrik olay Compton olay siyah isim fl mas ET N 6 NIN ÇÖZÜMÜ q Ifl k q T dalgalar q x- fl nlar q z l ötesi q Mikrodalga ME SRU TE ET N ER N ÇÖZÜMER ET N 7 N N ÇÖZÜMÜ H z büyük, kütlesi küçük sistemleri ineler. modern fizik F Z klasik fizik H z küçük, kütlesi büyük sistemleri ineler. Birçok alt anabilim dal vard r. 9. yüzy l n sonuna gelindi inde fizikte bilinen dallard r. nükleer fizik kuantum fizi i kat hâl fizi i atom ve çekirdek fizi i 6 mekanik 7 elektrik 8 optik 9 termodinamik 0 6 MERN F Z

5 ET N 8 N ÇÖZÜMÜ q ) Makro alemdeki olaylar klasik fizik ineler. q ) lasik ve modern fizik yasalar birbirinden farkl d r. q ) lasik fizik yasalar n n yerini modern fizik yasalar alm flt r. q ) ütlesi ve h z verilen bir elektronun kinetik enerjisi ( ) m formülü ile bulunur. q ) Atom ve atom alt parça klar modern fizi in alan na girer. q 6) Bir araba rölativistik h zda hareket edebilir. q 7) m formülü hiçbir zaman ( ).m formülüne eflit olamaz. q 8) Makro alemdeki isimlerin kütlesi çekirde e göre büyüktür. q 9) Mikro alemdeki isimler fl k h z na yak n h zlarda hareket ederler. q 0) Nükleer fizik, klasik fizi in bir alt dal d r. ME SRU TE ET N ER N ÇÖZÜMER ET N 9 ÜN ÇÖZÜMÜ a) Büyüklükler bütün olarak ele al n r. lasik fizik b) laylar n inelenmesinde dalga denklemi kullan l r. Modern fizik ) Büyüklükler istenilen an istenilen duyarl kta ölçülemez. Modern fizik d) Cisimlerin konumu, ivmesi ve enerjisi h za ba l olarak ifade edilir. lasik fizik e) Birbirleri ile iletiflim olana bulunmayan iki varl k aras nda etkileflme görülür. Modern fizik ME SRU TE ET N ER N ÇÖZÜMER ET N 0 ÜN ÇÖZÜMÜ a Bilimde ulafl lan son noktada modern fizi in katk s büyüktür. b lasik fizik gibi geleekte modern fizi in de s n rlar belirlenebilir. Modern fizik ve klasik fizik yasalar farkl d r. d Modern fizik, h z fl k h z ndan daha büyük olan parça klar ineler. e lasik fizik yasalar n n yerini modern fizik yasalar alm flt r. f uantum fizi i modern fizi in alt dal d r. MERN F Z 7

6 ME SRU 6 A ET N ER N ÇÖZÜMER ET N N ÇÖZÜMÜ Evrende mutlak eylemsiz bir referans sistemi yoktur. Eylemsiz bir referans sistemine göre ivmesiz hareket eden gözlem çerçevesi de eylemsiz referans sistemidir. ünya eylemli bir referans sistemidir. Birbirlerine göre ivmeli hareket eden gözlem çerçeveleri eylemsiz referans sistemi olarak adland r l r. Fizikte olaylar tan mlan rken seçilen belli bir noktaya referans noktas denir. 6 lasik fizik eylemsiz gözlem çerçevelerinde geçerlidir. 7 Serbest b rak lan bir tafl eylemli referans sistemidir. ET N N N ÇÖZÜMÜ Anahtar elime : Referans sistemi Anahtar elime ile lgili avramlar Referans noktas Eylemsiz referans sistemi lgili avramlar n Aç klanmas Fizikte, baz olaylar tan mlamak için seçilen belli bir nokta Birbirine göre duran ya da sabit h zla hareket eden gözlem çerçeveleri Eylemli referans sistemi Birbirine göre ivmeli hareket eden gözlem çerçeveleri ME SRU 7 E ET N ER N ÇÖZÜMER ET N ÜN ÇÖZÜMÜ a) Evreni doldurdu u düflünülen esir maddesinin varl n ispatlamak için yap lm flt r. Bu deney Albert A. Mihelson ve Edward Morley taraf ndan y llar aras nda de iflik koflullar alt nda tekrarlanm flt r. ünya esir içinde hareket etti inden esir maddesinde dalgalanmalar olaakt r. olay s yla, fl n h z bu ortamda farkl zamanlarda farkl yerlerde, farkl ölçülmeliydi. Bu iki bilim adam yaklafl k 0 y l boyuna bu deneyi farkl mevsimlerde ve dünyan n çeflitli yerlerinde defalara yapt lar. fiafl rt bir flekilde her defas nda ayn sonuu buldular. eneyde fl k kayna ndan ç kan fl nlar lik aç yla duran yar gümüfllenmifl ayna taraf ndan ikiye ayr l r. Bu iki fl ndan biri ünya n n hareketi yönünde di- eri bu do rultuya dik yönde ilerler. aha sonra bu iki fl n yar gümüfllenmifl aynadan eflit uzakl ktaki özdefl aynalardan yans yarak geri döner. ayna fl k kayna yar geçirgen ayna teleskop ayna tayf 8 MERN F Z

7 b) eneyde, ünya Günefl etraf nda ortalama 0 km/s h zla ilerledi i için ünya n n hareketi yönündeki fl n h z km/s olarak ölçüldü. ik do rultuda gönderilen fl n ise esir ak m ndan etkilenmedi. Sonuçta, iki fl k fl n n n h zlar aras ndaki fark çok hassas aletler kullan lmas na ra men ölçülemedi. ani fl k h z nda en ufak bir sapma gözlenmedi. Bu da bize esir maddesinin var olmad n ve fl k h z n n sabit oldu unu gösterir. Bu deney sonuunda,. Esir hipotezi çürütüldü.. Ifl k h z n n kayna n ve gözleminin h z ndan ba ms z oldu u ve yay lmak için hiçbir ortama ihtiyaç duymad ispatland. ET N ÜN ÇÖZÜMÜ a) Evreni doldurdu u düflünülen maddeye esir denir. b) Boflluk fikrine karfl ç kanlar n bafl nda esartes gelir. ) Esir hipotezi Mihelson-Morley deneyi ile çürütülmüfltür. d) ünya, Günefl etraf nda 0 km/s h zla yol al r. e) Mihelson-Morley deneyi yaklafl k on y l sürdü. f) Mihelson-Morley deneyinin sonuunda esirin olmad ve fl k h z n n sabit oldu u ispatland. ME SRU 8 E ET N ER N ÇÖZÜMER ET N N ÇÖZÜMÜ a. Özel görelilik teorisini Albert Einstein ortaya atm flt r. b. Einstein n özel ve genel olmak üzere iki görelilik. Özel görelilik teorisine göre fl n h z kayna n kuram vard r. ve gözleminin h z na ba l d r. d. Ifl n h z bofllukta e. Özel görelilik teorisinin f. Fizik yasalar tüm eylemli g. Einstein uzay ve zama-.0 8 m/s de erindedir. üç postülas vard r. referans sistemn n mutlak olmad n lerinde ayn d r. kabul etmifltir.. ç k fl. ç k fl. ç k fl. ç k fl. ç k fl 6. ç k fl 7. ç k fl 8. ç k fl a, b, d ve g ifadeleri do rudur. Özel görelilik teorisine göre fl n h z, kayna n ve gözleminin h z na ba l de il bu h zlardan ba ms z oldu undan yanl flt r. Özel görelilik teorisinin üç de il iki postülas vard r. Buna göre, e yanl flt r. Fizik yasalar tüm eylemli referans sistemlerinde de il tüm eylemsiz referans sistemlerinde ayn oldu undan f yanl flt r. a, b ve d do ru, e yanl fl oldu undan,. ç k fl + + puan. ç k fl puan. ç k fl puan. ç k fl puan de erindedir. a ve g do ru, ve f yanl fl oldu undan,. ç k fl puan 6. ç k fl puan 7. ç k fl puan 8. ç k fl puan de erindedir. MERN F Z 9

8 ET N 6 NIN ÇÖZÜMÜ a) A bat 00km/h A ve B araçlar düflük h zlarda hareket ettiklerinden birbirlerine göre h zlar klasik ba l h z formülü ile bulunur. Buna göre, ba is göz A B 00 ( 00) 00 km/h olur. do u 00km/h B ME SRU E SRUARIN ÇÖZÜMER. a) Ayfle yerde durdu una göre ismin yere düflme süresi serbest düflme formülünden, h.gt 0.0t t s ölçer. b) Ahmet h z ile hareket etti ine göre, ismin yere düflme süresini daha k sa olarak ölçer. Bu süre, t.t A b) Ifl n h z kayna n ve gözleminin h z na ba l de ildir. Bu durumda A ara ndaki bir gözlemi B ara n n farlar nda yay lan fl n h z n.0 8 m/s olarak ölçer. ) Ifl k demetlerinin birbirlerine göre h z dir. ani fl k demetleri birbirinin h z n.0 8 m/s olarak ölçer. ME SRU 9 A ET N ER N ÇÖZÜMER ESEN AINARI.. t ( ). ( 9 ). t.t t A A s olur. 0, A A ET N 7 N N ÇÖZÜMÜ M 0,6 A l fl k kayna A ve B noktalar nda bulunan saatleri efl zamanl hâle getirmek için bir kaç yol söz konusudur. Bunlardan en basiti, saatlerin tam ortas na bir fl k kayna yada herhangi bir elektromanyetik dalga kayna yerlefltirmektir. aynaktan ç kan sinyaller saate ulafl r. flte o an iki saat ayarlan r. Böylee saatler efl zamanl hâle gelmifl olur. l B 0,6 deki gözlemiye göre nin h z, klasik olarak düflünürsek, 0,6 0, 0, olur. Ama rölativite yasalar na göre fl k h z kayna n ve gözleminin h z na ba l de ildir. Bu durumda her bir durumda fl n h z dir. M ME SRU E ET N ER N ÇÖZÜMER ME SRU 0 A ET N ER N ÇÖZÜMER ET N 8 N ÇÖZÜMÜ Ifl n h z gözleminin ve kayna n h z na ba l de ildir. Ifl k h z.0 8 m/s de erindedir ve de iflmez. ET N 9 UN ÇÖZÜMÜ a) Ifl k y l, fl n bir y lda ald yoldur. fl k y l (Iy) ( y l). ( fl k y l ) ( s)..0 8 m/s 9,6.0 m dir. 0 MERN F Z

9 b) Özel görelilik kuram, klasik fizi in bak fl aç s na göre baz zihinsel çeliflkiler ortaya koyar. Bu çeliflkileri ortaya ç karmak için baz düflüne deneyleri tasarlanm flt r. Bu düflüne deneylerine paradoks denir.. ME SRU TE SRUARIN ÇÖZÜMER y o 0m v ) lbers paradoksu: lbers, araflt rmalar netiesinde flu fikirlere vard : Uzay n bafllang ve sonu yoktur. Uzay n bir s n r yoktur. Uzaydaki y ld zlar, düzenli bir flekilde da lm flt r. Uzay n büyüklü ü sabittir. i er y ld zlardan gelen fl engelleyii bir faktör yoktur. Bu fikirlere dayanarak, lbers e göre gee gökyüzünün çok parlak olmas gerekir. Çünkü sonsuz adet fl k kayna yani y ld z mevuttur. Gee, karanl k oldu una göre yanl fl olan birfleyler var. ap lan araflt rmalar, uzay n bir bafllang oldu unu ispatlam flt r. Uzay n saniyede 60 bin km h zla geniflledi i de ilmi bir gerçektir. ld zlardan gelen fl engelleyen bir faktör olsayd, bu faktörün s nmas ve daha sonra da fl k kayna na dönüflmesi gerekirdi. halde gökyüzü gee parlak de ilse bunun birkaç nedeni vard r: Uzay n mutlaka bir bafllang vard r. Uzay n büyüklü ü sabit de ildir. ani geniflliyor. ld z say s s n rl d r. ld zlar uzayda düzenli olarak da lmam flt r. ESEN AINARI Çubu un boyunun yatay bilefleni x, düfley bilefleni de y olarak düflünülebilir. Buna göre, x o.os 0.0,6 m olur. y o.sin 0.0,8 6 m bulunur. Hareket do rultusundaki h z de iflee inden sabit kal r. y y 6 x x. 8 m olur. Çubu un boyu ise, ( ) ı ı + x y m olur. x x.. y y d) I. yaklafl ma göre yani ünya da kalanlar için astronot sabit h zla hareket etti inden eylemsiz bir sistem söz konusudur. Eylemsiz sistemler için fizik yasalar ve fl k h z de iflmeyee inden I. yaklafl m do rudur. II. yaklafl mda ise astronota göre X gezegenine giderken veya dönüflte yapt hareket ivmeli hareket oldu undan eylemli bir sistem söz konusudur. Eylemli sistemdeki olaylar, eylemsiz sistemdeki olaylara göre yorumlanamaz. ani astronotun gözlem çerçevesinde, eylemsiz sistemlerdeki yasalar geçerli de ildir. Buna göre II. yaklafl m do ru de- ildir. z dikdörtgenler prizmas x o ukar da görüldü ü gibi bir dikdörtgenler prizmas x ekseni boyuna rölativistik h zda hareket ediyor olsun. Bu durumda dikdörtgenler prizmas n n x eksenindeki boyutlar kadar k salaa ndan o dikdörtgenler prizmas küp flekline dönüflebilir. z küp x MERN F Z

10 . a) Rölativistik h zda hareket eden bir ismin h z - n n gözlem çerçevelerine ba l de iflimi, fleklindedir. Bu durumda fiekil-i de a ile gösterilen yatay eksen ismin h z d r. o b) formülüne göre gözlem çerçeveleri aras ndaki dönüflüm kat say s () artt nda b de- eri azald na göre, b boy de eri ismin boyudur. fiekil-ii o. E er Ali nin ölçtü ü, km olarak ölçtü ü kablonun uzunlu unu, rölativistik h zda hareket eden Hasan ölçerse, m olarak ölçebilir. Çünkü ismin uzunlu u rölativistik h zda hareket ederken o kadar k salaakt r.. a) Cismin durgun kütle enerjisi, E m E o d r. Cismin kinetik enerjisi E m.( ) J N E o. P J N E o. ( 06, ) P Eo olur. b) Cismin toplam enerjisi, E T E + E Eo E o + E o olur. ME SRU TE SRUARIN ÇÖZÜMER fiekil-i h z ESEN AINARI. a) Elektronun ve protonun kütle enerjileri oran, E E b) H zlar eflit oldu una göre elektronun ve protonun kinetik enerjileri oran, E E m m ) lasik olarak dünüflürsek elektronun ve protonun kinetik enerjileri oran, olur. 80. a) Elektronun toplam enerjisi, E m oe op e p e p E E e p,6.0 J olur. b) Elektronun kinetik enerjisi ise, E E + E o,6.0 E (.0 8 ) E 8,.0 J olur.. a) Protonun durgun enerjisi E o m,6.0 7.(.0 8 ) olarak bulunur. m. m e e m. m ( ) m. e ( ) m. p 80 m e m p m m olur. e p p ( ) p,.0 0 J 80. m olur ( 0. ) MERN F Z

11 b) Protonun toplam enerjisi, durgun enerjisinin kat oldu una göre, E E o m m bulunur. n n aç k de erini yazarsak, ( ) () ) urgun enerji, E o,.0 0 J dür. 8 olur. e,6.0 9 J oldu una göre, E o,.0 0. f, ,.0 8 e olur. p ME SRU TE ET N ER N ÇÖZÜMER ET N 0 N N ÇÖZÜMÜ Türkiye nin y ll k enerji tüketimi yakafl k,6.0 J oldu- una göre y ll k elektrik enerjisini karfl lamak için ihtiyaç duydu umuz kütle miktar, E m,6.0 m.(.0 8 ) m 0,08 kg 8 g d r. g madde tamamen enerjiye dönüfltü ünde aç a ç - kan enerji, E m.0.(.0 8 ) 9.0 J olur. 8 g madde tamamen enerjiye dönüflürse aç a ç kan enerji, E m 8.0.(.0 8 ),6.0 J olur. Görüldü ü gibi 8 g kütleyi tamamen enerjiye dönüfltürebilirsek Türkiye nin y ll k enerji ihtiya n karfl layabiliriz. ET N N ÇÖZÜMÜ a. e iflmeyen madde miktar na kütle denir. b. Cismin kütlesi h zla de iflir.. Madde enerjiye dönüflebilir. d. ütle referans sistemlerinden e. ç enerjiye ba l olarak f. ütle art fl, madde g. inetik enerji gözlem ba ms zd r. kütle de iflmez. art fl demektir. çerçevesine göre de i- flir.. ç k fl. ç k fl. ç k fl. ç k fl. ç k fl 6. ç k fl 7. ç k fl 8. ç k fl a,, d ve g ifadeleri do rudur. Cismin kütlesi h zla de iflmedi inden b yanl flt r. ütle iç enerjiye ba l olarak de iflee inden e yanl flt r. ütle art fl ile madde art fl ayn anlama gelmez. Bu nedenle f yanl flt r. a ve d do ru, b ve e yanl fl oldu undan,. ç k fl puan. ç k fl puan. ç k fl puan. ç k fl + + puan de erindedir. a, ve g do ru, f yanl fl oldu undan,. ç k fl puan 6. ç k fl puan 7. ç k fl puan 8. ç k fl puan de erindedir. MERN F Z

12 ET N N N ÇÖZÜMÜ a ütle, ismin madde miktar ile iç enerjisinin bir ölçüsüdür. b ütle bir çeflit enerjidir. Her maddenin kütle enerjisi vard r. d Bir ismin radyasyon konumunda E kadar enerji yay nlarsa ismin kütlesi E/ kadar artar. e Enerji korunumu ve kütle korunumu yasalar ayn yasalard r. f ütlenin tamam enerjiye dönüflebilirse dünyada enerji problemi ortadan kalkar. g ütle-enerji efl de erli ini Newton ortaya atm flt r. ME SRU 6 A ET N ER N ÇÖZÜMER ET N ÜN ÇÖZÜMÜ a) Rölativistik toplam enerji E m (yanl fl) b) ütle enerjisi E o m (do ru) ) Rölativistik kinetik enerji E ( )m (yanl fl) d) lasik kinetik enerji E m (do ru) ET N ÜN ÇÖZÜMÜ ÖZE GÖRE URAMININ ABUER zaman uzunluk efl zamanl l k genifllemesi k salmas kütle enerjisi Herhangi iki olay n bir referans sistemindeki gözlemiye göre ayn anda gerçekleflmesi Ifl k h z na yak n h zlardaki hareketlerde zaman n, ayn referans sistemindeki ölçmeye göre, farkl referans sisteminde daha fazla ölçülmesi Herhangi iki nokta aras ndaki uzunlu un, noktalar n bulundu u referans sistemine göre, yüksek h zda hareket eden bir referans sistemindeki gözlemi taraf ndan daha küçük ölçülmesi Herhangi bir madde, durgun halde bulunsa ve baflka maddelerle etkileflim halinde olmasa da sahip oldu u enerji MERN F Z

13 ET N N ÇÖZÜMÜ Afla daki kelimeleri uygun boflluklara yerlefltiriniz.. Evrendeki en büyük h z fl k h z. Eylemsiz bir referans sistemi ünya. H z s f r olan referans sistemi eylemsiz. ütlesi küçük, h z büyük olan parça klar ineleyen fizik alan modern fizik. Üzerine düflürülen her renkteki fl n tamam n yutan isim siyah isim S A H C S M I fi I H I Z I R Ö A T T E R N Ü F N 6. Einstein n klasik fizi in aç klayamad baz durumlar aç klayan teorisi rölativite 7. Cismin madde miktar ile iç enerjisinin ölçüsü kütle E E M S Z A Ü T E ET N 6 N N ÇÖZÜMÜ. Max Plank Alanlar yasas. Isaa Newton Esir hipotezi. Mihelson-Morley Siyah isim fl mas. Albert Einstein Evrensel çekim yasas. Johannes epler Özel görelilik MERN F Z

14 ET N 7 N N ÇÖZÜMÜ a) lasik fizik determinist tir. b) lasik fizikte uzunluk k salmas yoktur. ) Ifl k h z evrenin en büyük h z d r. d) Herhangi iki olay n bir referans sistemindeki gözlemiye göre ayn anda gerçekleflmesine olaylar n efl zamanl olmas denir. e) ayna n hareketine ba l olarak fl k h z de iflmez. f) Mikro evren atom ve atom alt parça klardan oluflur. g) ünya bir eylemsiz referans sistemi olarak al nabilir. h) Tüm uzay esir denilen maddeyle kapl olamaz. ) Uzunluk k salmas yaln z hareket do rultusunda olur. i) ütle, referans sisteminden ba ms z d r. j) Bir ismin durgun oldu u gözlem çerçevesinde ölçülen uzunluk has uzunlu udur. 6 MERN F Z

15 TEST MERN F Z. lasik fizik yasalar, zaman n mutlak olmamas ve siyah isim fl mas olaylar n aç klamakta yetersiz kalm flt. ütle çekimini aç klam flt r. CEAP C 6. gözlemi 0,8 Z 0, X Z X 0, 0,8 T 0,8 T. Modern fizik, yüksek h zlarda hareket eden atom ve atom alt parça klar ineler. Gezegenler ve yüklerin elektrik alan içindeki hareketi klasik fizi in ineledi i alanlard r. CEAP B P 0 Rölativistik fizik yasalar na göre fl n h z kayna- n ve gözleminin h z ndan ba ms zd r ve dir. Bu durumda tüm uzay araçlar ndan yay lan fl n h z n gözlemisi olarak okur. CEAP A P 7. y y. x 0 y sabit z sabit x x x x y Fizik yasalar eylemsiz referans sisteminde geçerlidir. ve M eylemsiz (ivme s f r) referans sistemi, ise eylemli referans sistemidir. CEAP E y z M z ESEN AINARI z z Gözlem çerçeveleri aras ndaki dönüflüm kat say s, oldu undan, eylemsiz referans sisteminin h z na ve fl n boflluktaki h z na () ba l d r. CEAP. Evrende her sistem bir di erine göre hareket halinde oldu undan mutlak durgun bir referans sistemi yoktur. ünya n n sabit h zla hareket etti i düflünülürse eylemsiz referans sistemi olarak al nabilir. lasik fizik yasalar (Newton yasalar ) eylemsiz referans sisteminde geçerlidir. CEAP E 8. Uzay ara 0,6 h z ile hareket etti ine göre durgun referans sisteminde geçen zaman, t. t.8. Efl zamanl l k mutlak bir olgu de ildir. Referans sistemine göre de iflir. Evrendeki en büyük h z fl k h z d r ve gözlemi ile kayna n h z na ba l de ildir. CEAP C. 8 06, ( ) 8 08, 0 dakika olur. CEAP MERN F Z 7

16 9. Herhangi bir madde, durgun halde bulunsa ve baflka maddelerle etkileflim halinde olmasa bile bir enerjiye sahiptir. Bu enerjiye kütle enerjisi denir. CEAP C 0. Cisim hangi do rultuda hareket ederse o do rultudaki uzunluk k sal r. üp x do rultusunda hareket etti inden x do rultusundaki uzunlu- u k sal r a dan küçük olur ve di er kenarlar de iflmez. a z y a a x CEAP B. ütle enerjiye dönüfltü ünden dakikada üretilen enerji, E o m 0,.0.(.0 8 ) J olur. Bir günlük enerji üretimi yaklafl k olarak, E.60.E o bulunur ,.0 6 J CEAP C. y B m 0,6 ESEN AINARI. o m A x Üçgen levha x ekseni boyuna 0,6 h z ile hareket ederken IBI m kenar uzunlu u de iflmez. IAI m kenar uzunlu u de iflir. Hareket an nda IAI uzunlu u, IAI ( 06, ). IAI 0,8. m olur. Üçgenin alan, IBI.. A 8 m olarak bulunur. CEAP B 8 MERN F Z

17 TEST MERN F Z. Siyah isim fl mas ile enerjinin kesikli (kuantumlu) oldu u ve fl n taneikli yap da oldu u sonuuna var lm flt r. CEAP A. ütle bir ismin madde miktar ve iç enerjisinin bir ölçüsüdür. H za ba l olarak de iflmez. e iflim olsa da iç enerjideki bu de iflim çok küçüktür ve ihmal edilir. ütle her referans sisteminde sabittir. CEAP A.. ( x) (+x) ( x) (+x) yatay düzlem tobüs sabit h zla hareket etti inde eylemsiz bir sistemdir. Cisim duruyorken ismi serbest b rak ld nda hangi noktaya düflerse eylemsiz bir sistemde de ayn noktaya düfler. tobüs ivmeli hareket etti inde eylemsiz bir sistem olamaz ve isim noktas na düflmez. H z n büyük ya da küçük olmas sonuu de ifltirmez. CEAP ESEN AINARI X lasik fizik yasalar kullan ld nda, X e göre fl n h z, X ye göre fl n h z, olur. Modern fizi e göre fl n h z kayna n ve gözleminin h z ndan ba ms zd r ve her zaman dir. CEAP C. urgun kütle enerjisi E o m oldu undan ismin toplam enerjisi, E m. m / ( ). m ( ) ( / ).m 6. ünya daki boyu (has uzunlu u) o 00 m oldu- una göre rölativistik h zda hareket ederken boyu, o. o ( ) m olur. CEAP A.E olur. o CEAP MERN F Z 9

18 7. fener fl k kayna 0 fener fl k kayna 7 9. Tel h z ile hareket ederken boyu, o fl k sensörü fl k sensörü o. fiekil-i fener fl k kayna fiekil-ii 7 ( ) fl k sensörü fiekil-iii Ifl k h z eylemsiz referans sisteminde kayna n ve gözleminin h z ndan ba ms zd r. Her durumda fl n h z dir. Buna göre,.0 8 m/s dir. CEAP A. km olur. Telin boyundaki k salma miktar, o km olur. CEAP B ESEN AINARI 0. y y 8. Rölativistik h zdaki bir ismin, kütle enerjisi E m r y r x r y r x o boyu o ( ) / toplam enerjisi E T m 0 fiekil-i x y fiekil-ii x.m dir. ( ) H z () iki kat na ç kar l rsa boy () azal r, kütle enerjisi de iflmez, toplam enerji artar. CEAP B r y r x fiekil-iii üre x ekseni boyuna hareket etti inden y ekseni üzerinde uzunluk de iflmez. Bu durumda, r y r y olur. Cismin h z artt nda hareket do rultusundaki uzunluk k sal r. Bu k salma miktar h zla do ru orant l d r. r x > r x oldu undan > olur. x CEAP B 0 MERN F Z

19 . Astronot göreli h zda hareket edee inden gidee- i gezegenin ünya ya uzakl,. o. f p. fl k y l olur. dünya gezegen o v oluluk süresi, t t g + t d.( ).( ) 8 y l sürer. CEAP ESEN AINARI. Roketin durgun sistemde boyu o 0 m h z ile hareket ederken boyu m dir. Bu durumda roketin yere göre h z, o 0. 0,6 olur. CEAP B MERN F Z

20 TEST MERN F Z. Modern fizik günümüzde, a) uantum fizi i b) Atom fizi i ) Çekirdek fizi i d) üksek enerji fizi i e) at hâl fizi i gibi alt dallara ayr l r. CEAP C. saat olur. Bu durumda, 96 t 96 8 olur. t. CEAP. m l. Mihelson-Morley deneyi y l n farkl mevsimlerinde ve ünya n n farkl yerlerinde defalara yap lm flt r. Sonuçta esir denen maddenin olmad ispatlanm flt r. CEAP B Hasan Ali yatay düzlem. y y Sarka n periyodunun iki gözlemi taraf ndan farkl ölçülmesi zaman n mutlak olmad n gösterir. Hasan periyodu daha fazla ölçtü ünden rölativistik h zda hareket ediyor demektir. Bu olay uzunluk k - salmas n n oldu unu göstermez. ESEN AINARI z x z x CEAP C ki laboratuvar sistemi aras ndaki dönüflüm kat say s,. ünya da gün saat geçti inde uzay ara nda geçen zaman, t t o. t o ( ) eflitli i ile bulunur. Bu durumda, 0 ise > 0 ise > ( ). ise olarak bulunur. CEAP A. 96 saattir. uzay ara nda geçen zaman, t t o. t o ( ). 6. Rölativistik h zda hareket eden ismin toplam enerjisi, E m.m ( ) eflitli ine ba l d r. Bu durumda enerji, kütleye ve h za ba l d r. Hareket do rultusuna ba l de ildir. CEAP C MERN F Z

21 7. lasik fizikte mutlak uzunluk ve mutlak zaman kavramlar vard r, rölativistik (göreli) mekanikte yoktur. CEAP A. l θ θ Bora Ali yatay düzlem 8. Bir ismin kütlesi h - za ba l olarak de- iflmedi inden ismin tüm h zlarda kütlesi 00 kg d r. Cismin boyunun dönüflüm kat say s na ba l olarak de iflimi, o 0,7 iken,0 ve o 0 m ise, olarak bulunur m 0, h z () önüflüm kat say s () 0,,0 0,,09 0,7,0 CEAP E Bora ya göre sarka n periyodu, T o π., g dir. Ali ye göre sarka n periyodu, T T o.t o ( ) olur. ani Ali ye göre sarka n periyodu T o dan çarpan kadar büyüktür. Bu durumda Ali ye göre periyot T o ve vagonun rölativistik h z na ba l d r. CEAP 9. Ifl k h z na yak n h zlardaki hareketlerde zaman n, ayn referans sistemindeki ölçmeye göre, farkl referans sisteminde daha fazla ölçülmesine zaman n genifllemesi denir. CEAP B 0. Eylemsiz referans sisteminin ivmesi s f rd r ve h z sabittir. Bir referans sisteminin kütlesi için kesin birfley söylenemez. CEAP ESEN AINARI. Bir ismin h z, 0 iken toplam enerjisi durgun kütle enerjisidir ve de eri E o m dir. Cisim h z ile hareket ederken toplam enerjisi, E T inetik enerjisi, E E m E o E o T m m E o olur. ( ).E o olur. Potansiyel enerji için kesin birfley söylenemez. CEAP E MERN F Z

22 TEST MERN F Z. Newton klasik fizi in temel kanunlar n ortaya atm flt r. Modern fizi in do mas nda etkin bir rolü yoktur. CEAP E. Bir ismin h z ise gözlem çerçeveleri aras ndaki dönüflüm kat say s () ile h z aras ndaki iliflki,. Bu durumda, 0 olur. fiekil-i do ru çizilmifltir. Boy ile aras ndaki iliflki, d r. iken 0 olur. fiekil-ii yanl fl çizilmifltir. ütle h za dolay s ile ya ba l de ildir. fiekil-iii do ru çizilmifltir. elektron 0,6 fiekil-i o ( ) fiekil-ii dir. CEAP ( ).m eflitli i rölativistik h zda hareket eden isimler için kullan l r. erilen durumlarda sadee elektron rölativistik h zda hareket etti inden kinetik enerjisi ( ).m eflitli i ile bulunabilir. 0km/s fiekil-i m o fiekil-iii ünya fiekil-iii h z() kütle(m) ünya Günefl Günefl CEAP A ESEN AINARI. Cisim rölativistik h zda hareket ederken boyu, l, o ise l l o olur. ise l 0 olur. fiekil-i deki grafik do ru çizilmifltir. ütle h za ba l olarak de iflmedi ine göre, fiekil-ii deki grafik de do ru çizilmifltir. h z fiekil-ii CEAP 6. Cisimlerin kütleleri h za ba l olarak de iflmedi inden durgun kütle enerjileri, E m E E m E dir. Bu enerjileri oranlarsak, m m m m o E E olarak bulunur. CEAP A 7. Cisim rölativistik h zda hareket ederken kütlesi de- iflmez. Hareket do rultusundaki boyu kadar k sal r. olay s ile yüzey alan ve hami azal r. m d oldu undan yo unlu u artar. CEAP C 8. Cismin h z s f r ise toplam enerjisi durgun kütle enerjisine eflittir ve de eri m dir. Cisim h z ile hareket ederken toplam enerjisi E m dir. 0,6 ise toplam enerjisi, E m ( ),. l m boy kütle fiekil-i h z. Cismin kütlesi h za ba l olarak de iflmez. Bu durumda rölativistik h zda da ismin kütlesi 0 kg olur. CEAP B ( (, ) m 06 ) m olur. CEAP C MERN F Z

23 9. Rölativistik h zda hareket eden elektron için kinetik enerji formülünü kullan rsak elektronun h z, E ( )m 0. olur. J E J m y 0m CEAP B evha x ekseni do rultusunda 0,8 h z ile hareket ederken y sabit kal r, x ise de iflir. evha hareket ederken x in de eri, x. x x 08, ( ). 0 0,6.0 0 m olur. evhan n alan ise, A y. x m olarak bulunur. N. m P N. m P y 0,8 x CEAP C ESEN AINARI. Uzay gemisinin kütle enerjisi, E m dir. H z de- iflti inde kütle ve fl k h z () de iflmeyee inden kütle enerjisi de iflmez. Rölativistik h zda hareket etti inden kinetik enerjisi 0,6 iken, E ( ).m J N. m ( ) P ( ).m m olur. Parça n h z 0,8 yap l rsa, E ( ).m J N. m ( ) P ( ).m m olur. inetik enerji de iflimi, E E E m m m 0, m olur. Görüldü ü gibi kinetik enerji de iflimi kattan daha az olmufltur. ütle de iflmez. CEAP A. Cismin rölativistik kinetik enerjisi, E m m J N. m ( ) P J [ ( / ) ] 06, [ ( )] 0, [ ( )] ( 8 ( ) 9 ).m. m > H. m > 8 H ( )m m olur. N. m P CEAP C MERN F Z

24 TEST MERN F Z. Eylemsiz referans sisteminin ivmesi s f rd r. Serbest düflmeye b rak lan ismin bir ivmesi oldu undan eylemsiz laboratuvar sistemi olarak al namaz. CEAP A. Bir ismin kütlesi h za ba l olarak de iflmez. Cisim fl k h z na yak n h zda hareket ederken hareket do rultusundaki boyu k sal r. Hami azal r. olay s ile yo unlu u artar. CEAP. 0,7 Gözleminin ve kayna n h z ndan ba ms z olarak bütün eylemsiz referans sistemlerinde fl n h z sabit ve dir. Gözleminin h z ne olursa olsun fl n h z her zaman olarak ölçüleektir. CEAP C. m kütleli araba h z ile hareket ederken h z fl k h z na göre küçük, kütlesi çok büyük oldu u için klasik fizik yasalar ile kinetik enerjisi bulunabilir. CEAP B. Rölativistik h zda hareket eden bir ismin boyunun h za göre de iflimi X ismi için, l X l ox. ismi için, l l o. X olur. l X ve l de erlerini oranlarsak, ESEN AINARI 6. Parça n h z s f r iken toplam enerjisi E, kinetik enerjisi s f rd r. ütle, h z artt kça de- iflmez, sabit kal r. Cismin h z fl k h z na () yaklaflt kça toplam enerji sonsuza gitmektedir. E toplam enerji h z CEAP C,, X X, ox. olur., o Cisimlerin durgun kütleleri eflit oldu undan, X X X X olur. Bu durumda X > olur. CEAP C 7. oluluk ünya ya göre 0 y l sürdü üne göre astronota göre geçen süre, t.t o 0. t ( 08, ) 0.t o t o 6 y l olur. 0, 6 Astronot ünya ya geldi inde kendisi, yafl nda o lu, + 0 yafl nda efli, yafl nda olaakt r. o CEAP E 6 MERN F Z

25 8.. Uzay araçlar n n birbirlerine göre h zlar 0,8 oldu- una göre, ara ndaki gözlemi, de dakika yani 60 saniyede gerçekleflen bir olay, t t alg lar. 60 ( 0, 8 ) 60 06, 00 saniye CEAP E 9. Fizik yasalar tüm eylemsiz referans sistemlerinde ayn d r. Cisimlerin h z eylemsiz referans sisteminin h z na ba l d r. Örne in bir nehirdeki kay n h z yere göre farkl, nehre göre farkl d r. Fizik yasalar n n tümü tüm referans sistemlerinde geçerli de ildir. CEAP A ESEN AINARI m üp h z ile hareket ederken kütlesi de iflmez. Harket do rultusundaki kenar k sal r. Bu ke- nar n de eri, x x ( ).. m olur. o unlu u, m 6 d kg/ m olur... CEAP. Eylemsiz referans sisteminde ivme s f rd r. ünyam z ve sabit h zla giden araba eylemsiz referans sistemi olarak al nabilir. H zlanan asansörün ivmesi oldu undan eylemli referans sistemidir. CEAP B x m 0. Cisim düflük h zlarda (klasik s n rda) hareket ediyorsa kinetik enerjisi E m eflitli i ile bulunur. Cisim rölativistik h zda hareket ediyorsa, E ( ).m [ ]. m ( ) eflitli i ile bulunur. CEAP MERN F Z 7

26 . Afla daki kelimeleri uygun boflluklara yerlefltiriniz. a) Ifl n bir y lda ald yola fl k y l denir. b) Fizikte ölçülebilen en büyük h z fl k h z d r. ) Özel görelilik (rölativite) teorisinin iki postüla s vard r. d) Göreeli kütlesi büyük, h z küçük olan isimleri kapsayan makro alemdeki olaylar aç klamaya çal flan fizik alan na klasik fizik denir. e) Görelilik teorisini ortaya atan bilim adam Einstein d r. f) uran ya da sabit h zla hareket eden gözlem çerçevesine eylemsiz referans sistemi denir. g) Esir maddesinin var olmad Mihelson-Morley deneyi ile ispatlanm flt r. h) Görelilik teorisine göre fizik yasalar tüm eylemsiz referans sistemlerinde ayn d r. ) Ifl n h z kayna ve gözlemi nin h z na ba l de ildir. i) Newton ve Galileo klasik fizi in önülerindendir.. T. Einstein in ünlü teorisi. Mihelson-Morley deneyinden öne evreni doldurdu una inan lan madde. lasik fizi in bir dal. Maddenin flekil alm fl haline verilen ad. Bir olay aç klamak için öne sürülen varsay m G Ö E S R E E R M C 6. Cismin madde miktar n n ve iç enerjisinin ölçüsü P S T Ü N A S M M 6 Ü T E. a) Gözlem çerçeveleri aras ndaki dönüflüm kat say s, 0 iken n n alaa de er, 0 eflitli i ile bulunur. olur. b) iken n n alaa de er, olur. ( ) 8 MERN F Z

27 ) iken n n alaa de er, 0 olur.. a) ünyada 0 y l geçti inde uzay gemisinde y l geçmifltir. Buna göre, t. t o 6 olur. b) ünya daki gözlemi uzay ara n hangi h zla gidiyor görürse uzay ara ndaki gözlemi de ünya y ayn h zla gidiyor görür. Bu durumda, u..0 8,8.0 8 m/s olur.. a) Uzay ara rölativistik h zda hareket ederken kütlesi sabit kal r. Bu durumda uzay ara n n kütlesi ton 000 kg olur. b) Uzay ara hareket ederken boyu k sal r. Bu durumda boyu, 6 9 o. 0. o 0. (0,8 ) 6 m 600 m bulunur. ESEN AINARI 6. Parça k 0,6 h z ile hareket ederken kinetik enerjisi, E m ( ) R m S W S (, ) 06 W S W T X m ( ) m olur. Parça n h z 0,8 olursa kinetik enerjisi, E m ( ) R m. S W S (0,8 ) W S W T X m.( ) m olur. inetik enerjideki de iflim ise, E E E m m m dir. 7. Herhangi bir madde durgun halde bulunsa da baflka maddelerle etkileflim halinde olmasa da bir enerjiye sahiptir. Bu enerjiye kütle enerjisi denir. Einstein a göre kütle ile enerji efl de er nieliklerdir. ütle ile enerji eflde er oldu undan herhangi bir kütlenin oluflabilmesi için enerji gerekti i gibi herhangi bir kütle harand nda enerji aç a ç - kar. Herhangi bir m kütlesi durgun haldeyken sahip oldu u E o enerjisi, E o m fleklinde ifade edilir. Burada çok büyük bir de ere sahip oldu undan, çok küçük bir kütle bile çok büyük bir enerjiye karfl l k gelir. Enerji aç a ç kan tüm kimyasal reaksiyonlarda kütle azalmas olur. Belki de farkedilmeyeek kadar az olan bu kay p kütle enerjiye dönüflür. ütle, bir ismin madde miktar ve iç enerjisinin ölçüsüdür. Bir ismi oluflturan taneikler sürekli hareket halinde olduklar ndan kinetik enerjiye ve potansiyel enerjiye sahiptir. Cisim h z ile hareket ederken toplam enerjisi E E o., kinetik enerjisi E m.( ) formülü ile bulunur. MERN F Z 9

28 8. Evet. Bir baba kendi o lundan daha genç olabilir. Bunu bir örnekle aç klayal m: Bir astronot yafl ndayken bir o lu olsun. Astronot o lunun do du u gün h z ile uzaya yolulu a ç ks n. Astronot 0 y l sonra geri dönsün. öndü ünde o lu 0 yafl nda olur. Astronota göre geçen zaman, t t yol 0. ( ) y l sürer. Astronotun yafl, t + t yol + 0 olur. Bu durumda görüldü ü gibi astronot o lundan yafl gençtir. 9. Görelilik yasalar na göre bir isim hiçbir zaman fl k h z nda hareket edemez. Ifl k h z na ç kar ld - n varsayarsak enerjiye dönüflür ve elektromanyetik dalga özelli i kazan r. ani art k isim parça k de il, dalga olur. Bu durumda am k rmadan amdan geçebilir. Aynen fl kta oldu u gibi. ESEN AINARI 0. z üp x ekseni boyuna hareket ederken x ekseni üzerindeki kener uzunlu u x < a olur. y z a olarak kal r. Rölativistik h zda kütle de iflmez. üpün hami azalaa ndan, m d formülüne göre yo unlu u artar. fiekli ise küp olmaktan ç kar. y x CEAP C. Fotoelektrik olay ve siyah isim fl mas modern fizik yasalar ile aç klan rken kütle çekimi, Newton un hareket yasalar ile klasik teori klasik fizik yasalar ile aç klanmaktad r. CEAP B z y x 60 MERN F Z