Soru-1) IŞIK TAYFI NEDİR? Beyaz ışığın, bir prizmadan geçtikten sonra ayrıldığı renklere ışık tayfı denir. Beyaz ışığı meydana getiren yedi rengin, kırılmaları değişik olduğu için, bir prizmadan bunlar ayrı ayrı açılarla kırılırlar ve böylece değişik yedi renkli tayfı meydana getirmiş olurlar. Özellikle güneş ışığında görülen bu tayf, yağmurlu havalarda görülen gökkuşağında, yağmur damlalarının bir prizma vazifesi görmesi sonucu belirli bir şekilde kendini gösterir. Soru-2 Minimum sapma açısı
SORU 3 Çift yarıkta girişm deneyinde 5. Aydınlık saçağın merkezi aydınlık saçağa olan uzaklığı X 1, 2. Karanlık saçağın merkezi aydınlık saçağa olan uzaklığı X 2 dir. Buna göre X 1 /X 2 oranı kaçtır? ÇÖZÜM 3 5. aydınlık saçak için yol farkı -> S=5λ= 2. karanlık saçak için yol farkı -> S=(2 - ) λ= X 1 = λ ve X 2= λ Olduğundan X 1 /X 2 =10/3
SORU 4 a) Girişim ve kırınımı tanımlayınız? Aralarındaki farkı açıklayınız? SORU 5 :Yakınsak bir merceğin odak uzaklığı 20 cm'dir. Görüntünün yerini a)40 cm,b)20 cm, c)10 cm için bulunuz.gerçek mi yada sanal mı değerlendiriniz. a) (1/f)=(1/p)+(1/q) (1/20)=(1/40)+(1/q) q=40 cm dir. b) (1/f)=(1/p)+(1/q) (1/20)=(1/20)+(1/q) q=sonsuz c) (1/f)=(1/p)+(1/q) (1/20)=(1/10)+(1/q) q=-20 cm dir. Görüntü gerçek,ters ve mercekten 40 cm ötede Görüntü oluşmaz.mercekten çıkan ışınlar birbirine paralel Görüntü düz sanal ve merceğin 20cm önünde SORU 6: İnce kenarlı merceğin kullanıldığı göz hastalığını yazınız ve nasıl düzeltildiğini açıklayınız.. CEVAP: İnce kenarlı mercek hipermetrop göz hastalığını düzeltmek amacıyla kullanılır.hipermetrop göz hastalığında görüntü retinadan daha uzağa düşer bunu retinaya yaklaştırmak amacıyla da üzerine gelen ışınları kırarak odağa yaklaştıran ince kenarlı mercek kullanılır.
Soru. 7) Optik sabitlerinin frekansa bağlılığının önemi nedir? Kırılma indisinin hem gerçek hem de sanal kısımları frekansa çok sıkı bağlıdır. Belli bir dalga boyunda geçirgen olan başka bir dalgaboyunda çok iyi bir soğurucu olabilir, Optik devrenin tasarım parametreleri frekans aralığını içerecektir, Maddenin rengi üzerine düşen dalganın frekansı ile ilgilidir. Soru. 8) Normal dağınım ve anormal dağınımı açıklayınız. Normal dağınımda kırılma indisi frekans ile artacağından yüksek frekanslı ışığın göreceği kırılma indisi daha büyük olacak,daha büyük açılarda kırılacaktır. Anormal dağınımda kırılma indisi frekans ile azalacağından yüksek frekanslı ışığın göreceği kırılma indisi daha küçük olacak,daha küçük açılarla kırılacaktır. Soru. 9) Camın saydam görünmesini açıklayınız?
SORU 10) Gelen, yansıyan ve geçen dalgalar için elektrik alan vektörleri ; yandaki şekilde verilmiştir ve alttaki şekilde gösterilmiştir. Faz eşleme şartından (y=0 da gelen, yansıyan ve geçen dalganın fazları eşitolcağından ) son denklem halinde yazılabilir. Frekansların her ortamda aynı olcağı ifadesinden yararlanarak yansıma kanunu (θi =θt) ve ortamların farklı olduğu durumda Snell kanunu (nisinθi =ntsinθt) türetiniz? CEVAP 10) UnX(ki-kr) ---vektörel =Un(ki-kr)sin0= 0 dır. UnX(ki-kr)=0 UnXki= UnXkr Un ki sin(π-θi)= Un kr sin(θr) sin(π-θi)=sin(θr) sin(π-θi)=sin(θr) θi=θr YANSIMA KANUNU θi=θr=θ olduğunu bir kez daha gördük. ki sin(θi)= kr sin(θr) ki =ωi/vi= ωi/(c/ni)=( ωi /c).ni kt = ωt/vt= ωt/(c/nt)=( ωt/c).nt nisin(θi)=ntsin(θt) Snell Yasası
SORU 11) Geçen ve yansıyan ışığın şiddeti (parlaklığı) ile Fresnel Katsayıları arasındaki ilişki nasıl bulunabilir? Bu ilişkiyi matematiksel olarak ifade ediniz. CEVAP 11) Geçen[T] ve yansıyan[r] ısıgın siddeti (parlaklıgı) ile Fresnel katsayıları arasındaki iliski gelen, yansıyan ve geçen enerji akıları tanımlanarak bulunabilir. Yansıma (r) ve geçirme (t) katsayıları, gelen, geçen ve yansıyan ısıgın alan genlikleri (karmasık vektör) hakkında bilgi verir. Pratikte ise ısıgın alanını degil enerji akısını ölçeriz.
Soru-12)Küresel aynaları tanımlayınız.kaç çeşittir?bir cisim odak noktasına yaklaştıkça ve uzaklaştıkça görüntüsünün boyundaki değişimi yazınız. CEVAP 12: Yansıtıcı yüzeyi küre parçası olan aynalara denir. Küresel aynalar iki sekilde incelenir. Yansıtıcı yüzeyi, küre parçasının iç yüzeyi ise çukur ayna yada içbükey ayna (konveks ayna ) denir. Eğer yansıtıcı yüzeyi, küre parçasının dıs yüzeyi ise tümsek ayna yada dıs bükey ayna ( konkav ayna ) denir. Bir cisim çukur aynanın odak noktasına yaklasırken görüntüsünün boyu artar. Uzaklaşırken görüntüsünün boyu azalır. Tümsek aynada; cisim aynaya yaklastıkça görüntü boyu artar.
Soru-13)Bir cismin boyu 51,2 cm,bu cismin çukur aynadaki görüntüsünün boyu ve görüntüsünün aynaya uzaklığı sırasıyla 25,6 cm ve 82,2 cm ise bu aynanın odak uzaklığını bulunuz. CEVAP: h c /h g =D C /D g 51,2/25,6=D C /82,2 Dc=164,4 cm 1/f= 1/Dc+ 1/Dg 1/f= 1/164,4 +1/82,2 f=54,945 cm
SORU 14 ) a)fraunhofer kırınımını nasıl tanımlayabilirsiniz, özelliklerini fresnel ve huygens ile karşılaştırıp çizerek yazınınız. Cevap 14: Şekil 35-15 deki resimde paralel tek renkli bir ışık demeti,üzerinde yatay ve dar bir yarık bulunan opak bir levhanın sol yüzüne düşmüştür.geometrik optiğe göre yarıktan geçen ışık demeti yarıkla aynı kesitte olup bu demetin ekran üzerinde aydınlattığı bölge homojen olup,yarıkla aynı biçim ve büyüklükte olacaktır.şekil 35-15 b.gerçekte ise şeklin (b) kısmında görüldüğü gibi kırınım saçakları gözlenir.işık demeti yarığı geçtikten sonra yanlara doğru saçılır.kırınım saçakları merkezde parlak ve yarıktan geniş,yanlara doğru da şiddetleri gittikçe azalan sırası ile karanlık ve aydınlık şeritler halinde görülür.bu tür kırınım saçakları bir nokta kaynaktan muayyen bir uzaklıkta ve gözler önünde iki parmak arasında meydana getirilen yarıklarda gözlenebilir. Şekil 35-15 deki yarık,açıklık maksadı çokca büyütülmüştür.şekilde gösterilenle orantılı yanlamasına bir yayılma elde edilebilmesi için yarık genişliği ışığın dalga boyunun 5 katı mertebesinde olmalıdır. Bir mercek üzerine paralel olarak düşen ve kendi doğrultularında gitmekte olan ışınları ikinci odak düzlemindeki bir noktada toplanıldığından Fraunhofer kırınımı,yarığın arka tarafına Şekil 35-17 (b) deki gibi bir mercek yerleştirilmekle de meydana getirilebilir.mercek,mercek olmadığı zaman sonsuz uzakta meydana gelen kırınım saçağının yaklaştırılmış görüntüsünü odak düzlemi üzerinde oluşturur. Şekil 35-15 deki gibi bir deney düzeneğinde ekran üzerine yerleştirilen bir fotoğraf filmi ile alınan resmin büyütülmüş hali Şekil 35-16 da görülmektedir.işınların ekran üzerindeki dağılımlarını Huygens prensibi ile hesaplayalım.yarığı geçmekte olan dalga yüzeyi,yarığın uzun kenarına paralel eşit aralıklı çizgilerle küçük elemanlara ayrılmıştır.yarık boyunca alınan bir kesit Şekil 35-17 (a) da görülmektedir.dalga yüzeyinin birbirine yakın bölmelere ayrılmış hali dalga yüzeyini kesen kısa çizgilerle gösterilmiştir.şekilde gösterildiği gibi bu şeritlerin herbirinden ikincil dalgalar her yöne doğru yayılmaktadır.şekil 35-17 (b) de bir ekran,yarığın sağ tarafına yerleştirilmiştir.ekranda bir çizgi üzerinde P noktası alınmıştır ve şekil düzlemine diktir.çizgi üzerindeki noktaya ulaşan ışık,esas dalga yüzeyi üzerinde alınan elemanter dalga yüzeylerinden gelen dalgalara,toplama prensibi uygulanmak suretiyle hesaplanmıştır.noktaya olan uzaklıkların ve esas ışık doğrultusuna göre açılarının değişik oluşundan ötürü ikincil ışınların P noktasındaki genlik ve fazları değişik olacaktır. Ekranın yeteri kadar uzak veya yarığın yeteri kadar dar olması halinde,yarıktan ekran üzerindeki bir noktaya doğru çıkan ışınlar Şekil 35-17 (c) de olduğu gibi paralel kabul edilebilir.bu haliyle problem çok basitleşmiş olur. Ekranın yarığa yakın veya yarığın oldukça geniş olduğu önceki durumdaki kırınım Fresnel;sonraki ise Fraunhofer kırınımı adını alır.(augustin Jean Fresnel,1788-1827,Fransız fizikçisi;joseph von Fraunhofer,1787-1826,Bevyeralı optikçi) şüphesiz her iki haldede kırınımın ayni kırınım olup Fresnel kırnımı,ekranın yarıktan uzaklaşması veya yarığın genişliğinin azalması ile derece derece Fraunhofer kırınımına yaklaşır.