FİZİK-II LABORATUVARI

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI Öğrencinin: Adı Soyadı :............... Numarası :................ Deney Grubu :........

GİRİŞ ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ: Bir deneyde, gözlem yapılan sistemi uyaran düzenekler ve sistemin bu uyarıya tepkisini gözleyen düzenekler bulunur. Günümüzde değişik büyüklüklerin ölçülmesi' elektronik ölçme biçimine dönüşmektedir. En basiti, tartma işlemi bile artık elektronik terazilerle yapılmaktadır. Uyaran düzeneklere elektronikte genellikle kaynak adı verilir. Kaynaklar, yarattıkları uyarımın cinsine ve özelliğine göre adlandırılır, "doğru gerilimkaynağı" veya "alternatif akım kaynağı" vb. Elektronik ölçme, ölçülecek büyüklükle orantılı bir akım veya gerilim oluşturulması ve bunun gözlenebilecek hale getirilmesi işlemidir. Tarihsel olarak pek çok yöntem kullanılmıştır. Ancak günümüzde yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır. ) Orantılı (analog) ölçme: a) Döner çerçeveli aletler: Genellikle akım ile ölçme yapılır. Ölçülecek akım veya bununla orantılı kuvvetlendirilmiş halinin, magnetik alana etkileşmesi sonucu, bir döner çerçevenin dönme açısı yardımı ile ölçme yapılır. Galvanometre,' orantılı multimetre v.b. aletler bu sistemle çalışırlar. b) Elektron demetli aletler: Ölçülecek akım veya gerilim kuvvetlendirilerek orantılı bir elektrik alan haline getirilir. Hızlandırılmış elektron demetinin bu alan içindeki sapma miktarı yardımı ile ölçme yapılır. Osiloskop v.b. aletler bu sisteme göre çalışır. 2) Sayısal (digital) ölçme: Genellikle gerilim ile ölçme yapılır. Ölçülecek gerilim ile bir kondansatör doldurulur ve sabit bir akım ile boşaltılır. Yüksek frekanslı bir saatin (atma üreteci), bu boşalma süresinde kaç atma verdiği sayılır ve bu sayı bir ekrana aktarılır. Elektrik devrelerinde genellikle iki büyüklük ölçmeye esas alınır "akım" ve "gerilim", Bu büyüklükleri ölçmeye ayarlanan aletlerin özellikleri ve kullanım biçimleri farklıdır. Akım ölçme: Akım ölçen alet (ampermetre) genellikle devre kesilerek araya bağlanır. Devrede önemli bir değişiklik olmaması için ampermetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok küçük olması istenir. Gerilim ölçme : Gerilim ölçen alet (voltmetre) devre kesilmeden iki nokta arasına bağlanır. Devrede önemli bir değişikliğe neden olmaması için voltmetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok büyük olması istenir. Ampermetre ve voltmetrenin bir ana ölçü birimi vardır ki bunlar genellikle aletin ölçebileceği en küçük değere ayarlıdır. Örneğin 00 μa, 200 mv gibi. Ampermetrelerde paralel, voltmetrelerde seri dirençlerin kademeli olarak kullanılmasıyla ölçme alanları genişletilebilir. Döner çerçeveli aletlerde, değişik ölçme kademeleri, aralarında gruplandırılır. Örneğin 0,6-6 - 60 ve 0. - l0 gibi iki grup olduğunu varsayalım. Bu iki grubun her biri ortak bir ölçme eşeli kullanır. Genellikle böyle bir alet için biri tüm ölçek 6 diğeri tüm ölçek TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200

0 olan iki eşel vardır. İbrenin gösterdiği sayı uygun eşelden okunup kullanılan kademeye bağlı olarak 0 un kat veya askatları ile çarpılarak okunur. Okuma duyarlılığı eşel üzerindeki en yakın iki çizginin yarısı kadardır. Aletin doğruluğu, yapımcı tarafından (% olarak sınıflar şeklinde verilir) 0, sınıfı, sınıfı, 2,5 sınıfı gibi. Orantılı voltmetrelerde dikkat edilecek ikinci bir nokta aletin iç direncinin değişik kademelerde farklı olmasıdır. Bu genellikle ekranın bir köşesinde, örneğin " 30 kω/v "gibi yazılıdır. Böyle bir alet 6V kademesinde ölçme yapıyorsa iç direnci 6x30 = 80 kω dur. Sayısal aletlerde değişik kademeler olmakla birlikte bir tek ekran vardır ve genellikle kademeler bir birlerinin 0 katı veya askatı olacak şekilde düzenlenmişlerdir. Ölçme duyarlıkları ± son rakam, doğrulukları ise genellikle ± 2 veya 5 son rakam şeklinde olur. Çok özel aletler dışında, genellikle her kademede iç dirençleri 0 MΩ dur. Gerek orantılı gerekse sayısal ölçme aletlerinde akım ölçme kademelerinin iç dirençleri, o kademede ölçülebilecek maksimum akıma bağlı olarak değişir. Ölçme düzenekleri günümüzde çok çeşitlidir. Çok özel amaçlı aletler dışında genellikle doğru akım ve gerilim, alternatif akım ve gerilim ve direnç ölçme işlemi aynı alete yüklenir. Bu tip aletlere multimetre veya çokölçer denilir. Özel ve çok kullanılan bir ölçme düzeneği de osiloskop tur. Osiloskop, kullanım zenginliği bakımından çok önemli bir alettir. Genellikle gerilim ile çalışır. Diğer aletler ölçülecek büyüklüğün bir tek özelliğini verirken osiloskop aynı anda birçok özelliği gözlememizi ve ölçülen büyüklüğün anlık olarak gözlenmesini sağlar. Ayrıca birden fazla büyüklüğü anında ve karşılaştırmalı olarak gözleme olanağı verir. Osiloskobun temel çalışma sistemi, hızlandırılmış ve fosforlu bir ekrana odaklanmış elektron demetinin, bir çift yatay bir çift düşey plaka arasından geçerken, bu plakalar arasına uygulanan girişle orantılı bir elektrik alan içinde sapması ve fosforlu ekran üzerinde gözlenebilir bir nokta oluşturmasıdır. Saptırıcı levhalardan bir çifti zamanla orantılı bir gerilimle, diğer çift girişteki işaretle orantılı bir gerilimle yüklenirse, ekranda, belli bir zaman aralığında, girişin zamanla değişimini gözleyebileceğimiz, geçici bir iz oluşur. Özel bazı aletler dışında, girişleri MΩ dur. Değişik dirençli ve özellikli proplar (ölçme uçları) takılarak değişik amaçlara uygun kullanılabilir. Oldukça incelikli bir takım yapılardan meydana gelen osiloskopun temel birimleri ve kısaca görevleri şöyle özetlenebilir. ) Tüp: İçinde elektron tabancası, odaklama sistemi, saptırıcı levhalar ve fosforlu ekran bulunur. 2) Besleme devresi: Gerek elektron hızlandırıcısının gerek diğer elektronik devrelerin çalışması için gereken gerilimleri sağlar. 3) Giriş kuvvetlendiricileri: Girişteki işareti oldukça geniş bir aralıkla kuvvetlendirir (veya zayıflatır). 4) Tetikleme Devresi: Uzun bir zaman aralığında uygulanan işaret tümüyle ekranda gözlenemez. Ancak belli bir parça gözlenebilir. Bu parçalar üst üstüste çizilirse düzgün bir şekil elde edilemez. Sağlıklı bir ölçü alabilmek için, peşpeşe çizilen izlerin tam üst üstüste gelmesi gerekir. Bu görevi sağlayan birim, tetikleme devresidir.giriş işareti Ayarlanan belli bir duruma geldiğinde elektron demetini salar ve aynı anda zaman taramasını başlatır. İz ekranın dışına çıkınca demeti durdurur ve tekrar aynı durumun oluşmasını bekler. 5) Yatay Tarama Gerilim Üreteci: Tetikleme devresinden gelecek uyarılara bağlı olarak zamanla orantılı gerilim üretir. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 2

DİRENÇ RENK KODLARI: A B C Tolerans RENK A B C % Tolerans Siyah - 0 0 0 - Kahverengi 0 Kırmızı 2 2 0 2-2 Turuncu 3 3 0 3 - Sarı 4 4 0 4 - Yeşil 5 5 0 5 - Mavi 6 6 0 6 - Mor 7 7 0 7 - Gri 8 8 0 8 - Beyaz 9 9 0 9 - Altın - - 0-5 Gümüş - - 0-2 0 Direnç şekildeki gibi tolerans çizgisi sağda olacak şekilde tutulur. A ve B renk çizgilerine karşılık gelen değerler yan yana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak C ye karşılık gelen değer ile çarpılır. Örnekler: A B C DEĞERİ Kırmızı Kırmızı Kırmızı 22.0 2 =2200 Ω=2,2 kω Kahverengi Siyah Siyah 0.0 0 =0 Ω Sarı Mor Yeşil 47.0 5 =4,7 MΩ Mavi Gri Altın 68.0 - =6,8 Ω NOT: Elektronikteki tüm değer ifadelerinde olduğu gibi direnç için de değerler uygun birimlerde ifade edilmelidir. 2000 Ω, 0.056 KΩ, 0.0082 MΩ gibi gösterim ve söyleyişler yanlıştır. Bunlar sırasıyla 2 kω, 56 Ω, 8,2 kω olarak yazılır ve söylenir. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 3

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 ) DOĞRU GERİLİM VE AKIM ÖLÇMELERİ KURAM : Doğru gerilim ve akım denildiğinde, değeri ve yönü zamanla değişmeyen gerilim ve akımlardan söz edilmektedir. Bu çalışmada doğru gerilim ve akım ile direnç ölçmelerini ve bunları ölçen bazı aletlei kullanmasını öğreneceğiz. Kullanacağımız devrede bir doğru gerilim kaynağı ile giriş bölümünde değinilen orantılı ve sayısal multimetreler kullanılacaktır. DENEYİN YAPILIŞI : A) Gerilim Ölçmeleri: -) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz ve orantılı voltmetreyi (Vor) tüm ölçek 5 V, sayısal voltmetreyi (Vs) tüm ölçek 20 V konumuna getirerek Şekil- deki gibi bağlayınız. Vor Şekil- Vs 2-) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı voltmetrenin kademesini artırınız. ( Vk, doğru gerilim kaynağı voltmetresidir) Vor(V):,8 2,0 2,75 3,2 3,8 4,4 5, 6,0 Vk (V) :....... Vs (V) :....... B) Akım Ölçmeleri: ) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz, orantılı ampermetreyi (Ior) tüm ölçek 5 ma, sayısal ampermetreyi (Is) 20 ma konumuna getirerek Şekil-2 deki gibi bağlayınız.5 kω Ior Şekil-2 Is TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 4

2) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı ampermetrenin kademesini artırınız. Ior(mA): 2,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 0,0 Is (ma) :....... C) Direnç Ölçmeleri: ) Aşağıdaki verilen dirençleri orantılı (Ror) ve sayısal (Rs) ölçü aletleri ile ölçerek tabloyu doldurunuz. R (Ω): 00 3,3 k 22 k 20 k Ror (Ω):........ Rs (Ω):........ 2) Şekil-3 deki devreyi, değerinin bilinmediği varsayılan R x = kω ile kurunuz. V ve V 2 yi sayısal voltmetre ile aşağıda verilen değerler için okuyarak I=(V -V 2 ) / R ifadesinden bulacağınız I ile, I-V 2 grafiğini çiziniz ve eğimden R x değerini bulunuz. V (V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 0,0 V 2 (V) :...... I(mA) :...... R R X V V 2 R =kω Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 5

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Doğru gerilim ve Akım Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL 2 - Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: A) Gerilim Ölçmeleri Vor(V):,8 2,0 2,75 3,2 3,8 4,4 5, 6,0 Vk (V) :....... Vs (V) :....... B) Akım Ölçmeleri 2) Ior(mA): 2,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 0,0 Is (ma) :....... C) Direnç Ölçmeleri ) R (Ω): 00 3,3 k 22 k 20 k Ror (Ω):........ Rs (Ω):........ 2) V (V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 0,0 V 2 (V) :...... I(mA) :...... TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 6

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 2 ) DEĞİŞKEN GERİLİM VE AKIMLAR KURAM : Elektronikte, Şekil- de görülen (a) sinüsoidal, (b) kare, (c) üçgen ve (d) testeredişi dalga tipleri çok sık karşımıza çıkar. Değişken bir gerilimde ilk dikkat edilecek nokta, periyodik olup olmamasıdır. İkinci olarak tek yönlü mü çift yönlümü olduğuna bakılır. Daha sonra ortalama ve kok (rtkin) değerine bakılır. Şimdilik sadece periyodik işaretlere bakacağız. Şekil- Bir işaret belirli sabit bir T zaman aralığı ile kendini tekrarlıyorsa T periyotlu bir işarettir. Periyodun tersi f=/t ye frekans denir. Periyot saniye s ile (yerine göre ms veya μs), frekans elektronikte Hertz Hz ile (yerine göre khz veya MHz) ile ölçülür. İşaret zaman içinde değişmekle beraber hep aynı yönde kalıyorsa tek yönlü, işaret değiştiriyorsa çift yönlüdür. u(t) zamanla değişen periyodik bir işaret olsun, u T T u( t) dt, ukok = ( / T ) u( t) 0 0 = ( / T ) 2 dt / 2 ifadelerine sırasıyla u nun ortalama ve kok (etkin) değeri denir. Genellikle çift yönlü ve ortalama değeri sıfır olan işaretlere alternatif veya dalgalı işaret denir. Bir dalgalı işarette alınan en büyük mutlak değere genlik u o, maksimum ve minimum değerler arasındaki farka tepeden tepeye değer u tt denir. U tt =2u o dır. Şekil- deki bütün işaretlerin ortalama değerleri sıfır olduğu halde kok değerleri sırasıyla sinüsoidal için u / 2, kare dalga için uo, üçgen ve testere dişi için u o / 3 olarak bulunur. Sıradan ölçü aletleri dalgalı akım ölçerken, sinüsoidal işarete göre ayarlanmışlardır. Bu nedenle ortalama değeri sıfırlayıp genliğin / 2 sini gösterir. Bu yüzden diğer işaret biçimleri için ne ölçtüğünü çok kesin belli değildir. Ayrıca dalgalı işaret ölçen aletlerin ölçmeleri frekansa bağlıdır. o TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 7

Değişken bir akım hakkında bize en çok bilgiyi, işareti anlık olarak bize gösteren alet osiloskop verir. Osiloskop hakkında temel bilgiler giriş kısmında verilmişti. Osiloskop ekranında ölçme yaparken, ölçülecek iki noktanın ana eksenler üzerindeki uzaklığı bölme olarak ölçülür ve bu sayı, bu ekseni kontrol eden kumandanın,bir birine karşı getirdiği büyüklükle çarpılır. Örneğin, 6,4 birimlik bir gözlem, yatay eksende yapılmış ve yatay tarama 5 ms/div konumunda ise ölçülen zaman 32 ms, düşey eksende yapılmış ve düşey kazanç 2 V/div konumunda ise gerilim 2,8 V olarak bulunur. DENEYİN YAPILIŞI : ) Şekil-2 deki bağlantıyı yapınız. (Tüm ölçü aletlerini ve gerilim kaynağını yönlerine dikkat ederek birbirlerine paralel bağlayınız.) 2) Osiloskobu normal çalışma durumuna getiriniz. Vor CH Vs Sinüs dalgası için; Vtt V kok = 2 2 Kare dalgası için; Vtt V kok = 2 Üçgen dalgası için; Vtt V kok = 2 3 Şekil-2 3) Düşey modu CH konumuna alarak sadece CH i gözleyiniz ve dalga üreticinden f=200 Hz lik işareti aşağıdaki tablolarda belirtilen genlik (gerilim) ve dalga biçimlerinde ayarlayarak tabloları doldurunuz. V kok değerlerini her dalga biçimine ait ifadeyi kullanarak V tt den hesaplayınız. Sinüs dalgası için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ Kare dalga için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 8

Üçgen dalga için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ 4) Seçici anahtarları CH DC, CH2 AC konumlarına getiriniz. Sinüs dalgası vererek ve V tt (CH) değerini her ölçümde 5 Voltta sabit tutarak aşağıdaki frekans taramasını yapınız. f(hz) : 5 0 50 00 500 2k 0k 50k 00k V tt (CH) (V) : 5 5 5 5 5 5 5 5 5 V tt (CH2) (V) : V or (Volt) : V s (Volt) : V kok (CH) : V kok (CH2) : Bulduğunuz değerleri yarı logaritmik kağıda çiziniz. 5) Dalga üretecinden vereceğiniz aşağıdaki frekansları (f d ), osiloskoptan periyodunu okuyarak hesaplayacağınız frekanslarla (f 0 ) karşılaştırınız. f d (Hz) : 20 50 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k T(s) : f 0 (Hz) : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 9

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Değişken Gerilim ve Akımlar Deneyin Kodu: FL 2-2 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... 3) Sinüs dalgası için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ Kare dalga için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ Üçgen dalga için: V tt : 2 4 5 8 0 V kok :............ V or :............ V s :............ TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 0

4) f(hz) : 5 0 50 00 500 2k 0k 50k 00k V tt (CH) (V) : 5 5 5 5 5 5 5 5 5 V tt (CH2) (V) : V or (Volt) : V s (Volt) : V kok (CH) : V kok (CH2) : 5) f d (Hz) : 20 50 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k T(s) : f 0 (Hz) : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 3 ) FAZ FARKI ÖLÇMELERİ KURAM: Aynı frekanslı iki alternatif işaretin u = Asin( ωt) ve u = Bsin( ω t +φ) 2 biçiminde olması halinde bu iki işaret arasında φ kadar faz farkı olduğu ifade edilir. Böyle bir durum Şekil- de görülmektedir. Şekildeki durum incelendiğinde, büyük genlikli işaret u küçük genlikli işaret u 2 ise u 2 nin φ kadar geri fazda olduğu ifade edilir. Faz farkının ölçülmesinde değişik yöntemler vardır. İki işaretin Şekil- deki gibi aynı anda gözlenmesi halinde iki tepe arasındaki fark yatay eksenin birimi cinsinden faz farkını verir. Yani, yatay eksen radyan cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı radyan, yatay eksen zaman cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı saniye olarak bulunur. Genellikle faz farkı radyan cinsinden ifade edileceği için, zaman cinsinden ölçülen fark radyan cinsine, Şekil- ( T ) Δt φ = 2 π şeklinde çevrilir. Burada T periyot, Δt zaman farkı ve φ radyan cinsinden faz farkıdır. Deneysel ölçme kolaylığı bakımından, deney sırasında iki tepe yerine işaretlerin ortak 0 eksenini kestiği noktalar aasında ölçme yapılır. Bu ölçme yönteminde karşılaştırılacak gerilimler osiloskobun düşey girişlerine uygulanır, yatay zaman ekseni bağımsız olarak içten taranır. Diğer bir ölçme yöntemi Lissajous eğrileri yöntemidir. Bu yöntemlerde gerilimlerden birisi yatay eksene diğeri de düşey eksene uygulanır. Uygulanan gerilimlerin frekansları tam aynı ise Şekil-2 de B görüldüğü gibi bir elips ortaya çıkar. Elipsin yatay eksen üzerinde ayırdığı parça B, yatay A eksen boyunca maksimum değişim A ise gerilim arasındaki faz farkı, φ = sin ( B A) olarak hesaplanır. Şekil-2 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 2

A) ÇİFT İZLİ KARŞILAŞTIRMA YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ ) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. 2) Osiloskobu normal çalışma moduna getiriniz. 3) Osiloskobun her iki kanalını GND konumuna getiriniz ve orta eksene yerleştiriniz. CH kω 56nF CH2 4) İki kanalı da AC konumuna alınız ve Şekil- deki gibi bir görüntü elde ediniz ve aşağıda verilen frekanslar için, Δ t zaman farkını ve periyodu ölçerek φ faz farkını her frekans için hesaplayınız. Şekil-3 5) Deney bitinceye kadar osiloskobun düşey konumlarını değiştirmeyiniz. 6) Yarı logaritmik kağıda f(hz), t ve f d grafiğini çiziniz. f(hz) 200 300 500 k 2k 5k 0k Δt (ms) T (ms) φ (rad) f d (Hz) B) LISSAJOUS YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ ) Şekil-3 deki devrede osiloskobu x-y konumunda çalıştırarak Şekil-2 deki elips şeklini elde ediniz. 2) Her iki kanalı ayrı ayrı GND konumuna getirerek izleri düşey ve yataydaki orta eksenlerle çakıştırınız ve düşey pozisyonu deney bitene kadar değiştirmeyiniz. 3) Aşağıda verilen frekanslarda A ve B yi ölçerek φ faz farklarını hesaplayınız. 4) Yarı logaritmik kağıda f(hz), A ve B grafiğini çiziniz f(hz) 200 300 500 k 2k 5k 0k A B φ (rad) f d (Hz) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 3

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Faz Farkı Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL 2-3 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... A) Çift izli karşılaştırma yöntemiyle faz farkı ölçümü f(hz) 200 300 500 k 2k 5k 0k Δt (ms) T (ms) φ (rad) f d (Hz) B) Lissajous Yöntemi İle Faz Farkı Ölçümü f(hz) 200 300 500 k 2k 5k 0k A B φ (rad) f d (Hz) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 4

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 4 ) RC DEVRELERİ KURAM: İçinden i(t) akımı geçen direnç (R) ve sığa (C) uçları arasındaki gerilimler, elemanların tanım bağıntıları gereği, q sığa üzerindeki yük ve i ( t) = dq dt olmak üzere, V C = q C ve V R = i R olarak tanımlanır. Şekil- deki devreyi V g () t giriş gerilimi uygulandığında, sistemi, R t + Ri + i dt + VC ( O ) = Vg () t C C Vg 0 denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin homojen i + kısmı, V C ( O ) sığasının başlangıç gerilimi olmak üzere, Şekil- t R + i + ( O + i dt VC ) = 0 C 0 dir. Bu denklemin türevi alınarak eşdeğer olan di R + i = 0 dt C denklemi elde edilir. τ = RC gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek üzere akım, i t τ () t i e = o olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri, t t τ + t τ + VR () t = Ri() t = Rioe, VC = i dt + VC ( O ) = Rio [ e ] + VC ( O ) C 0 olarak elde edilir. A) Basamak Tepkisi: + Devreye, kondansatör başlangıçta boş iken ( ( O ) = 0 basamak fonksiyonu uygulanırsa, ve V i t τ o = Rioe + Rio o = V o R t τ [ e ] V C ) Şekil-2 de görülen bir V o elde edilir. Buna göre, V R t τ () t V e o t=0 t τ = V e Şekil-2 =, V [ ] C o t TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 5

olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de verilmiştir. + V C O = V uygulanırsa (giriş kısa devre edilirse), Devreye kondansatör V o gerilimi ile dolu iken ( ( ) o ) V g =0 olan bir gerilim 0 = t τ [ e ] Vo t τ Ri oe + Rio + ve i o = V o R elde edilir. Buna göre, V R t τ () t V e =, V o C = V e t τ o Şekil-3 bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir. B) Sinüs Tepkisi: = ( ω t +φ) () t i cos( t) V g cos giriş geriliminin, i = o ω akımını akıttığını varsayalım. Bu veriler tanım bağıntılarında yerine konulursa, i o Vo Z R V o = =, tan ( φ) = RCω 2 2 2 ( ω ) + C Şekil-4 bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği, Vo V CO = io = Cω 2 2 2 + R C ω = Vo sin( φ), ω = 2πf olarak bulunur. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 6

DENEYİN YAPILIŞI: A) RC DEVRESİNİN BASAMAK FONKSİYONUNA CEVABI T /2 Şekil- Şekil-2 (R=kΩ, C=56nF, f=khz ) ) Şekil- deki RC devresini kullanarak, gerekli ayarlamaları yapınız ve yukarıdaki osiloskop şeklini elde ediniz. 2) d T 2 yarılanma süresini ölçerek d ( ) d 2 T = n 2 τ ifadesinden l d τ yi bulunuz. 3) τ k = RC yi hesaplayınız. 4) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız. B) RC DEVRESİNİN SİNÜS FONKSİYONUNA CEVABI ) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. 2) Dalga üretecinden genliği ( V ) V go tt 4 = olacak şekilde giriş voltajını ayarlayınız ve frekans taraması yaparak aşşağıdaki tabloyu doldurunuz. Her frekans değerinde girişteki 4V u sabit tutunuz. Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 7

f(hz) 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k 50k 00k 200k 500k ( V go ) tt (V) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ( V Co ) tt (V) V Co nun deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz. V Co = + V 0 2 2 2 R C ω 3) CH ve CH2 deki işaretler arasında faz farkını Şekil-4 deki gibi Δt yi ölçerek φ = 2 π Δt T eşitliğinden hesaplayarak bulunuz ve aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Δt Şekil-4 f (Hz) 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k 50k 00k 200k 500k Δ t (ms) d φ (rad.) φ nin deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 8

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: RC Devreleri Deneyin Kodu: FL 2-4 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... A)RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı 2) d T 2 = 2) B) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı F(Hz) 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k 50k 00k 200k 500k ( V go ) tt (V) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ( V Co ) tt (V) 3) f (Hz) 00 200 500 k 2k 5k 0k 20k 50k 00k 200k 500k Δ t (ms) d φ (rad.) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 9

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 5 ) KÖPRÜ İLE ÖLÇMELER KURAM: Köprü adı verilen düzenek Şekil- de görülmektedir. Köprünün denge durumu V ç =0 olarak tanımlanır. Önemli olan nokta, denge koşulunun V g den bağımsız olmasıdır. Çok değişik köprü çeşitleri vardır. Değişik amaçlar için Z empedansları (Z=V/I) karışık devreler olan farklı köprüler kullanılır. Köprülerin kullanım amaçlarının bazıları şunlardır: a) Bilinmeyen bir empedansı diğerleri ile karşılaştırarak ölçmek. b) Empedanslardan birindeki değişimi çıkış gerilimi yardımı ile ölçmek. c) Değişken giriş işareti uygulayarak belirli empedans tepkilerini ölçmek. d) Giriş işaretinin frekansını belirlemek. Köprülerin temel özelliklerinden biri de birçok büyüklüğün giriş gerilimine ve özelliklerine bağlı olmadan ölçülebilmesidir. Bazı Köprü Tipleri: a) Wheatstone Köprüsü; en basit tip olup butun Z empedansları basit dirençlerdir. Köprünün denge koşulu R R2 = R3 R4 olarak bulunur. Şekil- b) Sığa Köprüsü; Şekil-2 deki bağlantı yapısındadır. Köprünün denge koşulu R R2 = C2 C Şekil-2 olarak bulunur. c) Wien Köprüsü; Şekil 3 deki bağlantı yapısındadır. Denge koşulu giriş işaretinin frekansına ve devre elemanlarına f = ve 2π R R C C c d c c C C d c = R R a b R R c d olarak bağlıdır. Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 20

DENEYİN YAPILIŞI: A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler ) Şekil-4 deki devreyi kurmadan önce R ve R3 dirençlerini Ohmmetre ile ölçerek bulunuz. 2) Devreyi kurduktan sonra, doğru gerilim kaynağından 5V gerilim uygulayınız ve voltmetreden minimum gerilim elde edinceye kadar R p potansiyometresini ayarlayınız. DC 3) Potansiyometreyi devreden sökerek direncini ölçünüz. 4) Köprü denge koşulunu kullanarak bilinmeyen R x direncini bulunuz. 5) Gerilim kaynağından 8V ve 0V vererek aynı işlemleri tekrarlayınız. R R (R=2kΩ, R3=.5kΩ, Rp=0kΩ, Rx=.kΩ), 3 = R p R X Şekil-4 B) Sığa Köprüsü ile ölçmeler: ) Şekil-5 deki devreyi İşaret Üretecinin gerilimi 5V, frekansı 00Hz olacak şekilde kurunuz. 2) Köprü dengeye gelecek şekilde R p potansiyometresini ayarlayınız. 3) C in verilen değerini kullanarak C x bilinmeyen sığasını bulunuz. 4) Frekansın 50Hz ve 200Hz değerleri için deneyi tekrarlayınız. R C X (R=3.3kΩ, C=22nF, Rp=0kΩ, Cx= nf), = R C p Şekil-5 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 2

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Köprü İle Ölçmeler Deneyin Kodu: FL 2-5 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler 3) 5V 8V 0V R p =. (kω) R p =. (kω) R p =. (kω) A) Sığa Köprüsü ile Ölçmeler 2) 00Hz 50Hz 200Hz R p =. (kω) R p =. (kω) R p =. (kω) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 22

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 6 ) TERMOÇİFT KURAM : Bir metalin yüzeyinden bir elektron ayırmak için yapılması için gereken işe o metalin iş fonksiyonu denir. Farklı iş fonksiyonlarına sahip metallerin değme noktalarında sıcaklığa bağlı olarak bir potansiyel farkı oluşur. Bu olaya Seebeck olayı denir. Oluşan bu gerilim yardımı ile değme noktasının sıcaklığı ile ölçülebilir. İş fonksiyonları farklı iki metal tel bir Şekil- noktadan kaynaklanarak bir termoçift oluşturur. Pratikte kullanılan termoçiftler genellikle C 0 başına 20-50µV luk gerilim üretirler. Bir termoçift ile sıcaklık ölçmek için diğer uçlar bir ölçü aletine bağlandığında, bu bağlantı noktalarında da farklı termoçiftler oluşur ve ölçmek istediğimiz büyüklüğü doğrudan gözleyemeyiz. Bu nedenle pratikte Şekil- de görülen devre biçimi kullanılır. T sıcaklıklı noktada V AB (T) gerilimi, T 0 sıcaklıklı noktada V ACu (T 0 ) ve V CuB (T 0 ) gerilimleri oluşur. Ölçü aletlerinin bağlantı uçları genellikle bakır veya bakırlı alaşımlardan yapıldığından ve iki uç aynı sıcaklıkta kabul edilebileceğinden ölçü aletinin bağlantı noktalarında bir gerilim oluşmaz. Böylece ölçü aletinin okuyacağı gerilim olur. V = V AB (T)- V AB (T 0 ) Çoğunlukla T 0 sıcaklığı (referans sıcaklığı ) su-buz karışımı sıcaklığı olan 0 C 0 olarak seçilir. Öncelikle termoçifti oluşturan metallerden birisi bakır ise ikinci referans eklemine gerek olmaz. Bu durumda Şekil- 2 de görülen bağlantı biçimi kullanılır. Şekil-2 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 23

DENEYİN YAPILIŞI:. Şekil-3 teki düzeneği kurunuz 2. Fırının güç kontrolünü. kademeye getiriniz ve 50 C 0 den başlayarak 5C 0 adımlarla aşağıdaki tabloyu doldurmaya başlayınız. Şekil-3 3. Sıcaklık denge konumuna gelince güç kontrolunu 2. kademeye getirerek devam ediniz. 4. Sıcaklık yeniden dengeye geldiğinde güç kontrolü önce. kademeye sonra 0 a getirerek 3. sütunu doldurunuz. 5. Her sıcaklık için ısınma ve soğuma sırasında okunan gerilim değerlerinin ortalamasını alarak kullandığınız termoçiftin Gerilim- Sıcaklık eğrisinin grafiğini çiziniz. Termometre Sıcaklık artarken Sıcaklık azalırken Ortalama çıkış sıcaklığı ( 0 C) çıkış gerilimi (mv) Çıkış gerilimi (mv) Gerilimi (mv) 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 24

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Termoçift Deneyin Kodu: FL 2-6 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... Termometre sıcaklığı ( 0 C) 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00 Sıcaklık artarken çıkış gerilimi (mv) Sıcaklık azalırken Çıkış gerilimi (mv) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 25

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 7 ) ISININ ELEKTRİKSEL EŞDEĞERİ ve KIZGIN FLAMANLI LAMBANIN IŞIK VERİMİ KURAM: Bir enerji çeşidi olan ısı enerjisi, doğrudan kalorimetrik yöntemlerle ölçüldüğünde Kalori (C) ile ifade edilir. Mekanik veya elektrik enerjisi ise doğrudan Joule (J) birimi ile verilir. Joule ve kalori birimleri arasındaki oran sabit bir çevirme çarpanı J ile verilir. Alışkanlık olarak, mekanik enerjinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa bu J çarpanına ısının mekanik eşdeğeri, elektrik enerjisinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa, ısının elektriksel eşdeğeri adı verilir. Isınına bir cisim, hangi yöntemle ısıtıldığından bağımsız olarak bir elektromagnetik ışıma yapar. 2800 0 K sıcaklığına ısıtılmış tungsten telin bağıl ışıma ve gözün algılama spektrumları Şekil-2 de görülmektedir. Elektromagnetik ışınımda, 400nm nin altında morötesi, 400-700nm arası görünür, 700nm nin üzeri kızılötesi bölge olarak adlandırılır. Akkor haline gelmiş bir tungten telin ışıtığı enerji bir başka cisim tarafından soğurulduğunda, bu cismin sıcaklığı artar. Ancak her cismin her dalga boyundaki ışınımı aynı şiddette soğurmaz. Bütün dalga boylarındaki ışınımı aynı şiddette soğuran cisme kara cisim Şekil- denir. Şekil- de görülen düzenekte, su görünür bölge için geçirgen olmakla birlikte morötesi ve kızılötesi bölgeler için iyi bir soğurgandır. Suya çini mürekkebi gibi boyar madde katılarak görünür bölgede de soğurgan ortam haline getirilebilir. Şekil- TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 26

Böylece, t (saniye) süresince. V (volt) gerilimi altında I (amper) akımı ile ısıtılan ve aldığı ısı enerjisi ışıma yolu ile çevresine yayan lambanın aldığı enerji E = IVt dir. Bu enerji su tarafından soğurularak suyun ısınmasına harcanır. Kalorimetrik M s su kütlesi, M k, kap ve lambanın su cinsinden eşdeğer kütlesi ve ΔT de sıcaklık farkı ise suyun aldığı enerji kalori olarak H = ( M + M ) ΔT S K ve J = E H = IVt ( M + M ) ΔT S K olarak bulunur. Suya boya maddeleri katılmazsa doğal olarak gönür bölgedeki ışımaya karşı gelen enerji soğurulmayacak ve ısınmaya katkıda bulunmayacaktır. Bu durumda suyun aldığı E enerjisi lambaya verilen E enerjisinden küçük olacaktır. Lambanın görünür bölgede verdiği ışıma enerjisinin aldığı toplam enerjiye oran verim, ε = E E E olarak tanımlanır. DENEY:. Boş su kabını kapağı ile tartınız. (mk) ve C=0.2 kal/gr.c 0 ortalama değerini kullanarak kabın su eşdeğerini, M k =C m k eşitliğinden bulunuz. 2. Su kabına çizgi düzeyine kadar su doldurunuz, 0 damla çini mürekkebi damlatınız ve yeniden tartıp fark alarak su kütlesi M s yi bulunuz. 3. Su kabını kalorimetre kabına koyup termometreyi yerleştiriniz. 4. Güç kaynağını açıp çıkış gerilimi 22 V olacak şekilde ayarlayınız ve gerilimi değiştirmeden anahtarı kapatınız. 5. Şekil-2 deki devreyi kurunuz. Sistem dengeye sıcaklığına gelince T sıcaklığını yazınız. 6. Güç kaynağını açıp kronometreyi de aynı anda çalıştırınız. Deney süresince gerilimin hep aynı değerde kalmasını sağlayınız. Uyguladığımız V gerilimini ve I akımını yazınız. 7. Sistemin ilk sıcaklık değerinden yaklaşık 23 0 C kadar yükselince gücü kesiniz ve bir süre sistemin yeni denge sıcaklığına gelmesini bekleyiniz ve son sıcaklık T 2 yi yazınız. 8. Yukarıdaki eşitlikleri kullanarak J değerini hesaplayınız. 9. Kabı boşaltıp, deneyi 2-7 adımlarını sadece su koyarak aynı şekilde tekrarlayınız. 0. Daha önceden bulduğunuz J değerini kullanarak bulacağınız yeni değerlerle. = ve E ( M M ) T E I V t = S + K Δ değerlerini hesaplayıp ε verimi bulunuz. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 27

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı : Isının Elektriksel Eşdeğeri Ve Kızgın Flamanlı Lambanın Işık Verimi Deneyin Kodu: FL 2-7 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... Mürekkepli Su İçin ) m k =. 2) M s =. 5) T =.. 6) V= I= 7) T 2 =... Su İçin ) m k =. 2) M s =. 5) T =.. 6) V= I= 7) T 2 =... TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 28

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 8 ) MERCEKLER KURAM: Deneyin Amacı: İnce kenarlı (yakınsak) ve kalın kenarlı (ıraksak) mercekleri tanımak, merek sistemi oluşturarak yakınsamayı kavramaktır. Ön Bilgi: Yüzeylerinden en az birisi küresel olan saydam cisimlere mercek denir. Küresel yüzeylerin yarı çapları R ve R 2 ise merceğin odak uzaklığı, f n = ± n R ± R 2 bağıntısı ile bulunur. Burada n merceğin, n ise bulunduğu ortamın kırılma indisidir. R birinci yüzün, R 2 ikinci yüzün eğrilik yarıçapları olup tümsek olması halinde (+), çukur olması halinde (-) alınır. Odak uzaklığı (+) ise mercek yakınsak, (-) ise mercek ıraksak mercek olur. Böyle bir cismin önüne [c] boyunda bir cisim konursa, [g] boyunda görüntüsü oluşur. Cisim mercekten [s] kadar uzaklıkta iken görüntüsü [s ] uzaklıkta oluşmuşsa s ile s arasında, f = ± ± s s Bağıntısı vardır. Cisim uzaklığı s, cisim gerçek ise (+) sanal ise (-) ve aynı şekilde s görüntü uzaklığı, görüntü gerçek ise (+) sanal is (-) alınır. Cisim boyu ile oluşan görüntü boyu arasında da, m = g c = s s bağıntısı vardır ve bu orana merceğin büyütülmesi denir. Odak uzaklığı f olan bir merceğin yakınsaması D = dir. Ve f metre olarak alındığında yakınsama diyotr cinsinden çıkar. f Yakınsamaları D ve D 2 olan mercekten oluşan bir sistemin yakınsaması, olur. D=D +D 2 veya f = f + f 2 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 29

DENEYİN YAPILIŞI: ) Bir yakınsak merceğin odak uzaklığının ölçülmesi: verilen ince kenarlı bir merceği, ışık kaynağı ile ekran arsına koyunuz. Merceği optik ray üzerinde hareket ettirerek, cismin ekran üzerinde görüntüsünü oluşturunuz. Merceği beş ayrı yere koyarak, bu durumlardaki s ile s uzaklıklarını ölçünüz. Bu değerler yardımıyla f odak uzaklıklarını hesaplayınız. Değerleri Tablo- e yazarak s=f(s ) grafiğini çiziniz. Ayrıca bulduğunuz bu değerleri kullanarak f + f 2 + f 3 + f 4 + f f = 5 5 den ortalama odak uzaklığını bulunuz. s(cm) s (cm) f(cm) s = s = f = s 2 = s 2= f 2= s 3 = s 3= f 3= s 4 = s 4= f 4= s 5 = s 5= f 5= Tablo- 2) Bir ıraksak merceğin odak uzaklığının bulunması: Iraksak mercek üzerine asal eksenine paralel gönderilen bir ışık demeti merceği geçtikten sonra dağılır. Dağılan ışınların uzantıları asal ekseni sanal olan f odak noktasında keserler. Işık kaynağından çıkan paralel ışık demeti önüne verilen ıraksak merceği merceği koyunuz ve ekranda oluşan dairesel aydınlanmayı görünüz. Merceğin yerini sabit tutarak ekranı hareket ettiriniz. Mercek ile ekran arasındaki uzaklığı u, oluşan dairenin yarıçapını R ile göstererek çeşitli u mesafelerine karşılık olan R yarıçaplarını ölçünüz. Bu değerleri Tablo-2 de yerine koyarak R=f(u) grafiğini çiziniz. Grafiği uzatarak u eksenini kestiği noktayı bulunuz. Bu nokta sanal olan F odak noktasıdır ve O dan uzaklığı da merceğin f odak uzaklığını verir. u (cm) R (cm) u= R = u= R 2= u= R 3= u= R 4= u= R 5= Tablo-2 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 30

3) Mercek Sistemleri: Önceki çalışmalarda kullandığınız mercekler yardımıyla iki mercekten oluşan bir mercek sistemi oluşturunuz. Sistemi daha önce yaptığınız gibi, hareket ettirerek s ve s uzaklıklarını beş ayrı değer için ölçünüz. Bulduğunuz değerleri Tablo-3 de yerine yazınız ve, f + f 2 + f3 + f 4 + f f = 5 5 den ortalama f odak uzaklığını bulunuz. Bulduğunuz bu ortala değeri, önceki (a) ve (b) bölümlerinde bulduğunuz f (yakınsak merceğin odak uzaklığı ) ile f 2 ( ıraksak merceğin odak uzaklığı ) değerlerini kullanarak, f = f + f 2 Bağıntısından bulacağınız f değeri ile karşılaştırınız. s(cm) s (cm) f(cm) s = s = f = s 2 = s 2= f 2= s 3 = s 3= f 3= s 4 = s 4= f 4= s 5 = s 5= f 5= Tablo 3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 3

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü Deneyin Adı: Mercekler Deneyin Kodu: FL 2-8 Tarih / /20 Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı :...... Adı Soyadı :...... Numarası :...... Numarası :...... Deney Grubu :...... Deney Grubu :...... İmza :..... İmza :..... ) Bir yakınsak merceğin odak uzaklığının ölçülmesi s(cm) s (cm) f(cm) s = s = f = s 2 = s 2= f 2= s 3 = s 3= f 3= s 4 = s 4= f 4= s 5 = s 5= f 5= 2) Bir ıraksak merceğin odak uzaklığının bulunması: u (cm) R (cm) u= R = u= R 2= u= R 3= u= R 4= u= R 5= TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 32

3) Mercek Sistemleri: s(cm) s (cm) f(cm) s = s = f = s 2 = s 2= f 2= s 3 = s 3= f 3= s 4 = s 4= f 4= s 5 = s 5= f 5= TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 200 33