Optik

1. Tabloda optik nicelikler ve birimleri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan bilgi hangisidir?

• A) lüks
• B) kandela
• C) lümen
• D) watt
• E) joule

Doğru cevap: A — Aydınlanma şiddetinin birimi lükstür; bir metrekareye düşen ışık akısını ölçer.

1. Tablonun kurgusu şu: solda nicelik, sağda birimi. Dolu satır: ışık şiddeti → kandela.
2. İki niceliğin farkını görelim. Işık şiddeti kaynağın kendi özelliğidir; aydınlanma şiddeti ise ışığın düştüğü yüzeyde ölçülür.
3. Aydınlanma, birim yüzeye düşen ışık akısıdır: E = Φ / A. Birimi de lümenin metrekareye bölümü, yani lükstür.
4. Denetleyelim: seçeneklerdeki watt ve joule ✓ — ikisi de güç ve enerji birimi, ışık ölçüsü değil.

2. Tabloda bir kaynaktan uzaklaştıkça aydınlanmanın değişimi verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Ters kare yasası uygulandığında bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) E/2
• B) E/4
• C) 2E
• D) 4E
• E) E

Doğru cevap: B — Aydınlanma uzaklığın karesiyle ters orantılıdır; uzaklık iki katına çıkınca aydınlanma dörtte bire iner.

1. Ters kare yasasını yazalım: E ile d² ters orantılıdır, yani E = k / d².
2. Değişimi uygulayalım: d yerine 2d yazıldığında payda (2d)² = 4d² olur. Kaynak aynı olduğu için pay değişmiyor.
3. Payda dört katına çıktığında kesrin değeri dörtte birine iner; aydınlanma E/4 olur.
4. Denetleyelim: ışık aynı enerjiyi dört kat geniş bir yüzeye yayıyor ✓ — bu, karesel azalmanın nedeni.

3. Tabloda düzlem aynada görüntü özellikleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu hangi seçenek tamamlar?

• A) Görüntü-ayna uzaklığının yarısıdır
• B) Görüntü-ayna uzaklığının iki katıdır
• C) Görüntü-ayna uzaklığına eşittir
• D) Sıfırdır
• E) Belirsizdir

Doğru cevap: C — Düzlem aynada cismin aynaya uzaklığı ile görüntünün aynaya uzaklığı eşittir.

1. Tablonun kurgusu şu: solda ölçüt, sağda düzlem aynadaki karşılığı. Dolu satır görüntünün cisimle aynı boyda, sanal ve ters çevrilmiş olduğunu söylüyor.
2. Görüntünün nasıl oluştuğunu görelim: cisimden çıkan ışınlar aynadan yansır, göz bu ışınları geriye doğru uzatır ve görüntüyü aynanın arkasında görür.
3. Yansıma yasası gelme ve yansıma açılarını eşitlediği için ortaya bir simetri çıkar. Bu simetri, cisim-ayna uzaklığı ile görüntü-ayna uzaklığını eşit kılar.
4. Denetleyelim: aynaya yaklaşınca görüntü de yaklaşıyor ✓ — iki uzaklık her zaman birlikte değişiyor.

4. Tabloda küresel aynaların davranışı verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluk nasıl doldurulmalıdır?

• A) Yok eder
• B) Bir noktada toplar
• C) Değiştirmez
• D) Dağıtır; uzantıları bir noktada kesişir
• E) Ters çevirir

Doğru cevap: D — Tümsek ayna paralel ışınları dağıtır; yansıyan ışınların uzantıları odakta kesişir.

1. Tablonun kurgusu şu: solda ayna türü, sağda paralel ışınlara etkisi. Dolu satır: çukur ayna → bir noktada toplar.
2. İki aynanın yüzey biçimini karşılaştıralım. Çukur ayna içe doğru oyuk olduğu için ışınları merkeze yöneltir; tümsek ayna ise dışa doğru şişkindir.
3. Şişkin yüzeyde her ışın farklı bir doğrultuda yansır ve ışınlar dağılır. Geriye uzatıldıklarında aynanın arkasındaki odakta kesişirler.
4. Denetleyelim: dağıtıcı olduğu için görüş alanı geniş ✓ — araç yan aynalarında bu yüzden kullanılıyor.

5. Yukarıda küresel bir aynanın eğrilik yarıçapı verilmiştir. Aynanın odak uzaklığı sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç santimetredir?

Eğrilik yarıçapı r = 40 cm

• A) 4
• B) 40
• C) 80
• D) 10
• E) 20

Doğru cevap: E — Küresel aynada odak uzaklığı eğrilik yarıçapının yarısıdır; 40 / 2 = 20 cm.

1. Verilenleri yazalım: r = 40 cm, istenen odak uzaklığı f. Bağıntı f = r / 2.
2. Değeri yerleştirelim: f = 40 / 2.
3. İşlemi yapalım: f = 20 cm. Odak, aynanın merkezi ile tepe noktasının tam ortasındadır.
4. Denetleyelim: odak her zaman merkezden yakın ✓ — 20 cm < 40 cm, sonuç tutarlı.

6. Tabloda kırılma davranışı verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Eksik bırakılan bölüm hangi seçenektedir?

• A) Normalden uzaklaşır
• B) Normale yaklaşır
• C) Doğrultusu değişmez
• D) Geri döner
• E) Kaybolur

Doğru cevap: A — Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçen ışın normalden uzaklaşır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda geçişin yönü, sağda ışının davranışı. İki satır birbirinin tersi.
2. Dolu satır: az yoğundan çok yoğuna geçişte ışın normale yaklaşır. Nedeni ışığın yoğun ortamda yavaşlamasıdır.
3. Ters yönde geçişte ışık hızlanır ve davranış da tersine döner: ışın normalden uzaklaşır.
4. Denetleyelim: Snell bağıntısı n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂ ✓ — n küçülürse sin θ büyümek zorunda, yani açı artıyor.

7. Yukarıda kırılma yasası verilmiştir. Bu bağıntıdaki n büyüklüğünün adı sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

n₁ × sin θ₁ = n₂ × sin θ₂

• A) Gelme açısı
• B) Ortamın kırma indisi
• C) Kırılma açısı
• D) Işık şiddeti
• E) Odak uzaklığı

Doğru cevap: B — Bağıntıdaki n, ortamın kırma indisidir ve ışığın o ortamdaki süratini belirler.

1. Bağıntıyı yazalım: n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂. İçinde iki tür büyüklük var.
2. θ ile gösterilenler açılardır: θ₁ gelme, θ₂ kırılma açısı. Geriye n₁ ve n₂ kalıyor.
3. Bunlar ortamlara özgü katsayılardır ve adları kırma indisidir. Kırma indisi, ışığın o ortamda ne kadar yavaşladığını gösterir.
4. Denetleyelim: indis birimsiz ✓ — bir orandan geldiği için birim taşımıyor.

8. Tabloda ortamlar ve kırma indisleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Eksik bilgi hangi seçenekte verilmiştir?

• A) Aynı
• B) Büyük
• C) Küçük
• D) Sıfır
• E) Sonsuz

Doğru cevap: C — Kırma indisi büyüdükçe ışığın o ortamdaki sürati küçülür; camda sürat küçüktür.

1. Tablonun kurgusu şu: solda ortam ve kırma indisi, sağda ışığın süratı. Dolu satır: hava, indis 1,00 → sürat büyük.
2. Kırma indisinin tanımına bakalım: ışığın boşluktaki süratinin o ortamdaki süratine oranıdır. Yani indis paydada süratı taşır.
3. Camın indisi 1,50 ile havadan büyük olduğuna göre ışığın camdaki sürati daha küçüktür; ters ilişki var.
4. Denetleyelim: ışın yoğun ortama girerken normale yaklaşıyordu ✓ — bu davranış da yavaşlamanın sonucu.

9. Şemada bir olayın basamakları verilmiş, sonuç boş bırakılmıştır. Bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Işın hızlanır
• B) Işın normale yaklaşır
• C) Işın kaybolur
• D) Işın ortamı terk edemez, tümüyle yansır
• E) Işın soğurulur

Doğru cevap: D — Sınır açısı aşıldığında kırılma gerçekleşmez ve ışın tümüyle yansır.

1. Şemadaki basamakları izleyelim: ışın çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçmeye çalışıyor, yani normalden uzaklaşıyor.
2. Gelme açısı büyüdükçe kırılma açısı daha da büyür. Bir noktada kırılan ışın yüzeye paralel hâle gelir; bu geliş açısına sınır açısı denir.
3. Gelme açısı bunu aşarsa kırılma matematiksel olarak da mümkün olmaz. Işın ortamı terk edemez ve yüzeyden tümüyle yansır; bu olaya tam yansıma denir.
4. Denetleyelim: olay yalnız yoğundan aza geçişte görülür ✓ — ters yönde ışın normale yaklaştığı için sınır açısı oluşmaz.

10. Yukarıdaki uygulamanın dayandığı optik olay sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Kutuplanma
• B) Kırınım
• C) Girişim
• D) Soğurulma
• E) Tam yansıma

Doğru cevap: E — Fiber optikte ışık, çeper boyunca ardışık tam yansımalarla ilerler.

1. Uygulamadaki gereksinimi belirleyelim: ışığın kablo boyunca ilerlemesi ve dışarı sızmaması gerekiyor.
2. Bunu sağlayacak olay, ışığı yüzeyden geri döndürmelidir. Kırınım, girişim ve kutuplanma ışığı bir yüzeyde tutmaz; soğurulma ise ışığı zaten yok eder.
3. Fiberin iç çekirdeği çevresinden daha yoğundur ve ışık çepere sınır açısını aşan bir açıyla çarpar. Bu yüzden her çarpışmada tam yansır ve kablo boyunca kayıpsıza yakın ilerler.
4. Denetleyelim: tam yansımada enerji kaybı çok düşük ✓ — uzun mesafeli iletimi mümkün kılan da bu.

11. Yukarıdaki gözlemin nedeni sorulmaktadır. Buna göre doğru seçenek hangisidir?

• A) Işığın ortam değiştirirken kırılması
• B) Çubuğun gerçekten kırılması
• C) Suyun renginin değişmesi
• D) Işığın soğurulması
• E) Gözün yanılması dışında bir neden yoktur.

Doğru cevap: A — Sudan havaya geçen ışınlar kırıldığı için çubuk kırılmış gibi görünür.

1. Önce gerçekte ne olmadığını belirleyelim: çubuk gerçekten kırılmıyor, sudan çıkarıldığında düz olduğu görülür.
2. Işığın yolunu izleyelim. Çubuğun sudaki bölümünden çıkan ışınlar su yüzeyinde havaya geçerken kırılır, yani doğrultu değiştirir.
3. Göz ise ışınların düz geldiğini varsayar ve onları geriye doğru uzatır. Bu uzatma çubuğun su altındaki bölümünü olduğundan farklı bir yerde gösterir; kırık görüntü buradan doğar.
4. Denetleyelim: çubuk yüzeye dik tutulsa kırık görünmez ✓ — o durumda ışın doğrultu değiştirmiyor.

12. Tabloda bir havuzun verileri bulunmaktadır. Yukarıdan bakan bir gözlemcinin gördüğü görünür derinlik sorulmaktadır. Tabloya göre bu değer kaç santimetredir?

• A) 160
• B) 90
• C) 120
• D) 80
• E) 40

Doğru cevap: B — Görünür derinlik = gerçek derinlik ÷ n = 120 ÷ (4/3) = 90 cm'dir.

1. Bağıntı h' = h ÷ n biçimindedir.
2. 120 ÷ (4/3) = 120 × 3/4 hesaplanır.
3. Sonuç 90 cm bulunur.

13. Tabloda mercek türleri ve davranışları eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu tamamlayan seçenek hangisidir?

• A) Değiştirmez
• B) Toplar
• C) Dağıtır
• D) Yansıtır
• E) Soğurur

Doğru cevap: C — Kalın kenarlı (ıraksak) mercek paralel ışınları dağıtır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda mercek türü, sağda paralel ışınlara etkisi. Dolu satır: ince kenarlı → toplar.
2. İki merceğin biçimini karşılaştıralım. İnce kenarlı mercek ortasında kalın olduğu için ışınları içe kırar ve odakta toplar.
3. Kalın kenarlı mercekte biçim tersidir; ortası ince, kenarları kalındır. Işınlar dışa doğru kırılır ve dağılır. Uzantıları merceğin önündeki odakta kesişir.
4. Denetleyelim: ayna için de aynı ikilik var ✓ — çukur toplar, tümsek dağıtır.

14. Tabloda göz kusurları ve düzeltici mercekler eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda boş kalan yere ne gelir?

• A) Çukur ayna
• B) Kalın kenarlı
• C) Düzlem ayna
• D) İnce kenarlı
• E) Prizma

Doğru cevap: D — Hipermetropta görüntü retinanın arkasında oluştuğu için ince kenarlı mercek kullanılır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda göz kusuru, sağda kullanılan mercek. Dolu satır: miyop → kalın kenarlı.
2. İki kusurun farkını görelim. Miyopta görüntü retinanın önünde oluşur; ışınlar erken toplandığı için dağıtıcı, yani kalın kenarlı mercek gerekir.
3. Hipermetropta ise görüntü retinanın arkasında oluşur; ışınların daha erken toplanması gerekir. Bunu sağlayan toplayıcı mercek ince kenarlıdır.
4. Denetleyelim: seçeneklerdeki çukur ve düzlem ayna ✓ — gözlük camı ayna değil mercektir.

15. Yukarıdaki olayın nedeni sorulmaktadır. Buna göre istenen değer hangisidir?

• A) Prizmanın ısınması
• B) Prizmanın renkli olması
• C) Işığın soğurulması
• D) Işığın yansıması
• E) Her rengin kırma indisinin farklı olması

Doğru cevap: E — Her rengin kırma indisi farklı olduğu için beyaz ışık prizmada renklere ayrılır.

1. Beyaz ışığın ne olduğunu hatırlayalım: tek bir renk değil, farklı dalga boylarındaki renklerin bir arada bulunduğu ışık.
2. Kırma indisi dalga boyuna göre biraz değişir; mor ışık kırmızıdan daha çok kırılır.
3. Prizmaya giren bütün renkler aynı açıyla gelir, ama indisleri farklı olduğu için farklı açılarla kırılır. Prizmadan çıkarken aralarındaki açı iyice açılır ve renkler ayrı ayrı görülür.
4. Denetleyelim: gökkuşağı da aynı olayla oluşuyor ✓ — su damlaları prizma gibi davranıyor.

16. Tabloda kaynak türleri ve gölge oluşumu eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloyu tamamlayan seçenek hangisidir?

• A) Tam gölge ve yarı gölge birlikte
• B) Yalnızca tam gölge
• C) Gölge oluşmaz
• D) Yalnızca yarı gölge
• E) Renkli gölge

Doğru cevap: A — Yaygın kaynakta ışık farklı noktalardan geldiği için tam gölgenin çevresinde yarı gölge de oluşur.

1. Tablonun kurgusu şu: solda kaynak türü, sağda oluşan gölge. Dolu satır: nokta kaynak → yalnızca tam gölge.
2. Nedenini görelim: nokta kaynakta ışık tek bir noktadan çıkar, engelin arkası ya tümüyle karanlıktır ya tümüyle aydınlıktır.
3. Yaygın kaynakta ise ışık birçok noktadan gelir. Engelin arkasında bazı bölgelere ışığın yalnız bir bölümü ulaşır; bu kısmen aydınlık bölge yarı gölgedir. Sonuç, tam gölge ile yarı gölgenin birlikte oluşmasıdır.
4. Denetleyelim: güneş tutulmasında tam ve parçalı bölgeler ✓ — aynı ilkenin büyük ölçekli örneği.

17. Tabloda bir aydınlatmanın verileri bulunmaktadır. Yüzeydeki aydınlanma şiddeti sorulmaktadır. Tabloya göre bu değer kaç lükstür?

• A) 1.800
• B) 200
• C) 603
• D) 597
• E) 2

Doğru cevap: B — Aydınlanma şiddeti akının alana oranıdır; 600 / 3 = 200 lüks.

1. Verilenleri yazalım: ışık akısı Φ = 600 lümen, aydınlanan yüzey A = 3 m², istenen aydınlanma şiddeti E. Bağıntı E = Φ / A.
2. Değerleri yerleştirelim: E = 600 / 3.
3. İşlemi yapalım: E = 200. Birim lümen ÷ m² = lüks. Yüzeyin her metrekaresine 200 lümen düşüyor.
4. Denetleyelim: aynı akı daha geniş bir yüzeye düşseydi aydınlanma azalırdı ✓ — alan paydada.

18. Tabloda yüzeyler ve yansıma türleri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Eksik bırakılan bölüm hangi seçenektedir?

• A) Tam yansıma
• B) Düzgün yansıma
• C) Dağınık (difüz) yansıma
• D) Kırılma
• E) Soğurulma

Doğru cevap: C — Pürüzlü yüzeylerde ışınlar farklı yönlere yansır; buna dağınık (difüz) yansıma denir.

1. Tablonun kurgusu şu: solda yüzey, sağda yansıma türü. Dolu satır: pürüzsüz ayna → düzgün yansıma.
2. Nedenini yüzey normalleriyle açıklayalım. Pürüzsüz bir yüzeyde bütün normaller birbirine paraleldir; paralel gelen ışınlar da paralel yansır.
3. Pürüzlü yüzeyde normaller farklı yönlerdedir. Her ışın kendi çarptığı noktanın normaline göre yansır ve ışınlar dağılır. Bu, dağınık yansımadır.
4. Denetleyelim: yansıma yasası her iki durumda da geçerli ✓ — değişen şey yasanın değil, yüzeyin durumu.

19. Yukarıdaki uyarının nedeni sorulmaktadır. Buna göre hangi seçenek doğrudur?

• A) Ayna ışığı soğurur.
• B) Ayna düzlemdir.
• C) Ayna görüntüyü büyütür.
• D) Tümsek ayna görüntüyü küçülttüğü için cisim uzak sanılır.
• E) Uyarı gereksizdir.

Doğru cevap: D — Yan aynalar tümsek olduğu için görüntüyü küçültür; küçük görüntü cismi uzak gösterir.

1. Aynanın türünü belirleyelim: yan aynalarda geniş bir görüş alanı istenir, bunu sağlayan ayna tümsek aynadır.
2. Tümsek aynanın görüntü özelliğini hatırlayalım: ışınları dağıttığı için oluşan görüntü cisimden küçüktür.
3. Sürücü ise uzaklığı görüntünün büyüklüğünden tahmin eder; alışkın olduğundan küçük gördüğü aracı uzakta sanır. Uyarı bu yanılmayı önlemek için konur.
4. Denetleyelim: düzlem ayna kullanılsaydı görüntü gerçek boyda olurdu ✓ — ama görüş alanı çok daralırdı.

20. Yukarıdaki çıkarımda yapılan hata sorulmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Hata yoktur.
• B) Işık hiç kırılmaz.
• C) Kırılma yalnızca suda olur.
• D) Kırma indisi önemsizdir.
• E) Yüzeye dik gelen ışın doğrultu değiştirmeden geçer.

Doğru cevap: E — Yüzeye dik gelen ışın doğrultu değiştirmeden geçer; kırılma her geçişte olmaz.

1. Öğrencinin genellemesini bağıntıyla sınayalım: n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂.
2. Gelme açısı sıfır olduğunda, yani ışın yüzeye dik geldiğinde sin θ₁ = 0 olur. Bağıntının sol tarafı sıfır olduğu için sağ taraf da sıfır olmalıdır.
3. Bu da sin θ₂ = 0, yani θ₂ = 0 demektir. Işın kırılma açısı olmadan, doğrultusunu koruyarak geçer. Öyleyse "her geçişte mutlaka kırılır" genellemesi yanlıştır.
4. Denetleyelim: ışığın sürati yine değişiyor ✓ — kırılmama, süratin değişmediği anlamına gelmiyor.

21. Kartlarda bu temanın üç temel düşüncesi verilmiştir. Kartlar birlikte değerlendirildiğinde ulaşılabilecek en kapsayıcı sonuç hangisidir?

• A) Optik olaylar; aydınlanma, yansıma-kırılma ve sınır açısı kavramlarıyla birlikte açıklanır.
• B) Aydınlanma uzaklıktan bağımsızdır.
• C) Ayna ve mercek aynı işi görür.
• D) Tam yansıma her açıda olur.
• E) Kartlar birbirinden bağımsızdır.

Doğru cevap: A — Kartlar aydınlanmayı, yansıma-kırılma ayrımını ve tam yansımayı tek bir çerçevede birleştirir.

1. Üç kartı okuyalım: aydınlanma uzaklığın karesiyle azalır, ayna yansıtır mercek kırar, sınır açısı aşılınca tam yansıma olur.
2. Kartlar ünitenin üç ayrı sorusunu yanıtlıyor. Birincisi ışığın kaynaktan uzaklaştıkça nasıl zayıfladığını söylüyor.
3. İkincisi ışığın yolunu değiştiren iki temel aracı ayırıyor; üçüncüsü ise kırılmanın sınırını, yani hangi noktadan sonra ışığın ortamı terk edemediğini veriyor. En kapsayıcı sonuç üçünü birlikte anmalıdır.
4. Denetleyelim: üçüncü kart ikincinin sınırını çiziyor ✓ — kırılma her zaman gerçekleşmiyor.