Dalgalar

1. Yukarıda anlatılan olayın adı sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Yansıma
• B) Kırınım
• C) Kırılma
• D) Girişim
• E) Soğurulma

Doğru cevap: B — Dalganın dar bir aralıktan geçip engelin arkasına doğru yayılması kırınımdır.

1. Gözlemde iki ipucu var: dalga dar bir aralıktan geçiyor ve düz ilerlemek yerine engelin gölgede kalması beklenen arkasına yayılıyor.
2. Dalganın aralık ya da engel kenarında bükülerek yayılma alanını genişletmesine kırınım denir; aralıktaki her nokta yeni bir dalga kaynağı gibi davranır.
3. Aralık dalga boyuna yaklaştıkça bu yayılma belirginleşir; su dalgalarında dar bir boğazdan geçen dalganın yarım daire biçiminde açılması buna örnektir.
4. Denetleyelim: ortam değişmediği için sürat ve dalga boyu aynı kalıyor, yalnız yayılma yönleri çoğalıyor ✓ — bu kırılma değil, kırınımdır.

2. Tabloda yarık genişliği ile kırınım ilişkisi verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan bilgi hangisidir?

• A) Aynı
• B) Belirgin
• C) Belirsiz, neredeyse gözlenmez
• D) Tümüyle yansır
• E) Ölçülemez

Doğru cevap: C — Yarık dalga boyundan çok büyükse kırınım belirsizdir, neredeyse gözlenmez; belirgin kırınım için yarık dalga boyuyla karşılaştırılabilir olmalıdır.

1. Kırınımın ne kadar belirgin olacağını yarık genişliğinin dalga boyuna oranı belirler.
2. Yarık dalga boyuna yakınsa (tablonun ilk satırı) dalga yarıktan çıkınca geniş bir açıyla yayılır; kırınım belirgindir.
3. Yarık dalga boyundan çok büyükse dalganın büyük kısmı yarıktan düz geçer; yalnız kenarlarda çok küçük bir bükülme olur ve kırınım neredeyse fark edilmez.
4. Denetleyelim: pencereden giren güneş ışığının keskin kenarlı bir aydınlık alan oluşturması ✓ — ışığın dalga boyu pencereye göre çok küçük olduğundan kırınım görülmez.

3. Tabloda girişim türleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu hangi seçenek tamamlar?

• A) Dalga yok olur
• B) Yapıcı girişim
• C) Genlik değişmez
• D) Yıkıcı girişim, genlik küçülür
• E) Frekans artar

Doğru cevap: D — Tepe ile çukur üst üste gelince genlikler birbirini azaltır; bu yıkıcı girişimdir.

1. Girişimde üst üste gelen dalgaların yer değiştirmeleri cebirsel olarak toplanır (üst üste binme ilkesi).
2. Tepe yukarı (+), çukur aşağı (−) yer değiştirmedir; tepe ile tepe aynı işaretli olduğundan toplanır ve genlik büyür.
3. Tepe ile çukur zıt işaretli olduğundan birbirinden çıkar; bileşke genlik küçülür, genlikler eşitse sıfır olur. Buna yıkıcı girişim denir.
4. Denetleyelim: 3 birimlik tepe ile 2 birimlik çukur karşılaşınca $3 - 2 = 1$ birimlik küçük bir tepe kalır ✓ — genlik küçüldü.

4. Yukarıdaki deneyin gösterdiği sonuç sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Deney sonuçsuzdur.
• B) Işık yalnızca tanecik özelliği gösterir.
• C) Işık soğurulur.
• D) Işık yansımaz.
• E) Işık dalga özelliği gösterir; girişim yapar.

Doğru cevap: E — Çift yarıkta aydınlık ve karanlık saçakların oluşması, ışığın dalga özelliği gösterip girişim yaptığını kanıtlar.

1. Tek renkli ışık iki yarıktan geçince iki eş kaynak gibi davranır; iki dalga perdede üst üste gelir.
2. Yol farkı dalga boyunun tam katı olan noktalarda tepe tepeyle buluşur: yapıcı girişim, aydınlık saçak. Yol farkı yarım dalga boyunun tek katı olan noktalarda tepe çukurla buluşur: yıkıcı girişim, karanlık saçak.
3. Işık yalnız tanecik olsaydı perdede iki yarığın karşısında iki aydınlık çizgi görülürdü; düzenli aralıklı çok sayıda saçak ancak dalga girişimiyle açıklanır.
4. Denetleyelim: Young’ın 1801 dolaylarında yaptığı bu deney, ışığın dalga modelini güçlendiren temel deneydir ✓.

5. Tabloda girişim deseninde saçak aralığını etkileyen değişkenler verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluk nasıl doldurulmalıdır?

• A) Artar
• B) Azalır
• C) Değişmez
• D) Sıfırlanır
• E) Ölçülemez

Doğru cevap: A — Dalga boyu artarsa saçak aralığı artar; çünkü $\Delta x = L\lambda / d$ bağıntısında saçak aralığı dalga boyuyla doğru orantılıdır.

1. Çift yarıkta ardışık iki aydınlık saçak arasındaki uzaklık: $\Delta x = \dfrac{L \lambda}{d}$ (L: perde uzaklığı, λ: dalga boyu, d: yarıklar arası uzaklık).
2. d kesrin paydasındadır (altında): d artarsa $\Delta x$ azalır. Tablonun ilk satırı bunu doğruluyor.
3. λ ise kesrin payındadır (üstünde): L ve d sabitken λ iki katına çıkarsa $\Delta x$ de iki katına çıkar; saçak aralığı artar.
4. Denetleyelim: aynı düzenekte kırmızı ışığın (uzun λ) saçakları mavininkinden (kısa λ) daha geniştir ✓.

6. Tabloda farklı renklerde girişim deseni karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Eksik bırakılan bölüm hangi seçenektedir?

• A) Geniş
• B) Dar
• C) Aynı
• D) Sıfır
• E) Belirsiz

Doğru cevap: B — Mavi ışığın dalga boyu kısa olduğu için girişim desenindeki saçak aralığı dardır; $\Delta x$ dalga boyuyla doğru orantılıdır.

1. Saçak aralığı: $\Delta x = L\lambda / d$; aynı düzenekte L ve d sabit olduğundan $\Delta x$ yalnız λ ile değişir.
2. Kırmızı ışığın dalga boyu yaklaşık 700 nm, mavininki yaklaşık 450 nm’dir.
3. Dalga boyu kısa olan mavinin saçak aralığı kırmızınınkinin yaklaşık $450/700 \approx 0{,}64$ katıdır; yani daha dardır.
4. Denetleyelim: tablo "uzun dalga boyu → geniş saçak" diyor; kısa dalga boyu da dar saçak vermeli ✓.

7. Kartlarda elektromanyetik dalga türleri numaralandırılmıştır. Frekansı en büyük olan tür sorulmaktadır. Numaralara göre doğru kart hangisidir?

• A) III
• B) I
• C) II
• D) Üçü eşittir
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: A — Frekansı en büyük olan III numaralı gama ışınıdır; spektrumda radyo dalgasından gama ışınına doğru frekans artar.

1. Elektromanyetik spektrumu frekansı artacak biçimde sıralayalım: radyo → mikrodalga → kızıl ötesi → görünür ışık → mor ötesi → X ışını → gama.
2. Radyo dalgası (I) en düşük frekanslı uçta, görünür ışık (II) ortada, gama ışını (III) en yüksek frekanslı uçtadır.
3. Frekans karşılaştırması: $f_I < f_{II} < f_{III}$; gama ışınlarının frekansı $10^{19}$ Hz’in üzerine çıkabilir.
4. Denetleyelim: $c = \lambda f$ gereği en yüksek frekanslı dalganın dalga boyu en kısadır; gama ışınlarının dalga boyu atom çekirdeği boyutlarına iner ✓.

8. Tabloda elektromanyetik dalgaların özellikleri karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Aynı
• B) Kısa
• C) Uzun
• D) Sıfır
• E) Ölçülemez

Doğru cevap: C — Frekansı küçük olan B dalgasının dalga boyu uzundur; boşlukta $c = \lambda f$ sabit olduğundan frekans ile dalga boyu ters orantılıdır.

1. Bütün elektromanyetik dalgalar boşlukta aynı süratle, $c$ ile yayılır: $c = \lambda \times f$.
2. Çarpım sabit olduğuna göre bir çarpan küçülürse öteki büyümelidir.
3. A için "frekans büyük → dalga boyu kısa" verilmiş; B’nin frekansı küçük olduğundan dalga boyu uzundur.
4. Denetleyelim: frekansı yarıya inen bir dalganın dalga boyu iki katına çıkar, çarpım yine $c$ olur ✓.

9. Tabloda dalga türleri ve foton enerjileri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu tamamlayan seçenek hangisidir?

• A) Sıfır
• B) Yüksek
• C) Aynı
• D) Düşük
• E) Sonsuz

Doğru cevap: D — Kızıl ötesi ışınların foton enerjisi düşüktür; foton enerjisi frekansla doğru orantılıdır ve kızıl ötesinin frekansı mor ötesinden küçüktür.

1. Foton enerjisi: $E = hf$; h sabit olduğundan enerji frekansla doğru orantılıdır.
2. Spektrumda kızıl ötesi, görünür ışığın düşük frekanslı (kırmızı) tarafındadır; mor ötesi ise yüksek frekanslı (mor) tarafındadır.
3. Frekansı küçük olan kızıl ötesinin fotonları, frekansı büyük olan mor ötesininkilerden daha az enerji taşır.
4. Denetleyelim: mor ötesi deri hücrelerinde bağ koparıp yanık yapabilirken kızıl ötesi yalnız ısıtır ✓ — foton enerjisi düşük.

10. Yukarıdaki durumun fiziksel gerekçesi sorulmaktadır. Buna göre verilecek yanıt hangisidir?

• A) Görünür ışıkla aynıdır.
• B) Mor ötesi ışın soğuktur.
• C) Enerjisi düşüktür.
• D) Dalga boyu çok uzundur.
• E) Yüksek frekanslı fotonların enerjisi moleküler bağları etkileyecek düzeydedir.

Doğru cevap: E — Mor ötesi ışınlar yüksek frekanslı olduğundan fotonlarının enerjisi, deri hücrelerindeki molekül bağlarını etkileyecek düzeydedir.

1. Mor ötesinin frekansı görünür ışıktan büyüktür; $E = hf$ gereği fotonları daha enerjiktir.
2. Mor ötesi fotonların enerjisi birkaç eV düzeyindedir; bu, DNA gibi moleküllerdeki kimyasal bağları bozabilecek büyüklüktür.
3. Uzun süre maruz kalındığında hücrelerde bu hasar birikir; güneş yanığı ve deri hasarı bu yüzden oluşur.
4. Denetleyelim: güneş kremlerinin mor ötesi ışınları süzmek için üretilmesi, gerekçenin foton enerjisi olduğunu doğruluyor ✓.

11. Yukarıda boşluktaki ışık sürati verilmiştir. Bu değerin bütün elektromanyetik dalgalar için geçerliliği sorulmaktadır. Buna göre doğru seçenek hangisidir?

Boşlukta c ≈ 3 × 10⁸ m/s

• A) Bütün elektromanyetik dalgalar boşlukta bu süratle yayılır.
• B) Yalnızca görünür ışık için geçerlidir.
• C) Radyo dalgaları daha yavaştır.
• D) Gama ışınları daha hızlıdır.
• E) Sürat frekansa bağlıdır.

Doğru cevap: A — Boşlukta bütün elektromanyetik dalgalar, frekansları ne olursa olsun, aynı $c \approx 3 \times 10^8$ m/s süratiyle yayılır.

1. Radyo dalgasından gama ışınına kadar bütün türler, birbirine dik salınan elektrik ve manyetik alanlardan oluşan aynı doğada dalgalardır.
2. Bu dalgaların boşluktaki sürati yalnız boşluğun elektrik ve manyetik özelliklerine bağlıdır; frekansa bağlı değildir.
3. Türleri ayıran sürat değil frekans (ve dalga boyu)dur; $c = \lambda f$ bağıntısında f değişince λ ters yönde değişir, çarpım $c$ kalır.
4. Denetleyelim: uzak bir süpernovadan gelen gama ışınları ile görünür ışık Dünya’ya aynı anda ulaşır ✓ — süratleri eşit.

12. Yukarıda bir radyo dalgasının verileri bulunmaktadır. Dalganın frekansı sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç hertz'dir?

c = 3 × 10⁸ m/s, λ = 3 m

• A) 10⁹
• B) 10⁸
• C) 3 × 10⁸
• D) 10⁷
• E) 9 × 10⁸

Doğru cevap: B — f = c ÷ λ = (3 × 10⁸) ÷ 3 = 10⁸ Hz'dir.

1. Bağıntı c = λ × f biçimindedir.
2. f = c ÷ λ olarak düzenlenir.
3. (3 × 10⁸) ÷ 3 = 10⁸ Hz bulunur.

13. Tabloda yarık düzenekleri ve sonuçları eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Hiçbir desen
• B) Tek bir aydınlık nokta
• C) Düzenli aralıklı aydınlık ve karanlık saçaklar
• D) Sürekli karanlık
• E) Renkli halkalar

Doğru cevap: C — Çift yarıkta perdede düzenli aralıklı aydınlık ve karanlık saçaklar oluşur; iki yarıktan çıkan dalgalar girişim yapar.

1. Tek yarıkta ışık yalnız kırınıma uğrar: ortada geniş bir aydınlık bölge, yanlarda giderek sönükleşen dar bölgeler görülür.
2. Çift yarıkta iki yarık, aynı dalga cephesinden beslenen iki eş kaynak gibi davranır ve bu iki kaynaktan çıkan dalgalar perdede üst üste gelir.
3. Yol farkının dalga boyunun tam katı olduğu yerlerde aydınlık, yarım katının tek katı olduğu yerlerde karanlık saçaklar oluşur; aralarındaki uzaklık $\Delta x = L\lambda / d$ ile sabittir.
4. Denetleyelim: saçakların eşit aralıklı dizilmesi ✓ — sabit $\Delta x$ bağıntısının öngördüğü düzen.

14. Yukarıdaki durumun nedeni sorulmaktadır. Buna göre uygun düşen seçenek hangisidir?

• A) Ses yansımaz.
• B) Ses ışıktan hızlıdır.
• C) Işık kırınım yapmaz.
• D) Sesin dalga boyu kapı aralığıyla karşılaştırılabilir olduğu için belirgin kırınım yapar.
• E) Kapı sesi geçirir, ışığı geçirmez.

Doğru cevap: D — Sesin dalga boyu kapı aralığıyla karşılaştırılabilir olduğundan belirgin kırınım yapar; ışığın dalga boyu çok küçük olduğundan kırınımı fark edilmez.

1. Kırınımın belirginliği, aralık genişliğinin dalga boyuna oranına bağlıdır: oran küçüldükçe dalga engelin arkasına daha çok bükülür.
2. Konuşma sesinin dalga boyu yaklaşık 0,3 m ile birkaç metre arasındadır; bu, kapı aralığı ve kapı genişliğiyle aynı büyüklüktedir.
3. Görünür ışığın dalga boyu 400–700 nm, yani metrenin milyonda biri kadardır; kapı aralığı yanında çok küçük kaldığı için ışık neredeyse düz ilerler ve köşeden dolanmaz.
4. Denetleyelim: ses köşeden dolanıp kulağa ulaşır, ışık ise dolanmadığı için kişi görülmez ✓ — iki gözlem aynı kuralla açıklanıyor.

15. Tabloda yapıcı girişimde bileşke genlikler verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloyu tamamlayan seçenek hangisidir?

• A) 2 birim
• B) 4 birim
• C) 0 birim
• D) 16 birim
• E) 8 birim

Doğru cevap: E — Yapıcı girişimde genlikler toplanır: $4 + 4 = 8$ birim.

1. Yapıcı girişimde iki dalganın tepeleri (ya da çukurları) aynı noktada buluşur; yer değiştirmeler aynı yönlüdür.
2. Tablonun ilk satırı kuralı gösteriyor: $3 + 2 = 5$ birim.
3. Aynı kuralı ikinci satıra uygulayalım: $4 + 4 = 8$ birim.
4. Denetleyelim: bileşke genlik iki genlikten de büyük çıkmalı ✓ — 8 hem 4’ten büyük hem de ilk satırdaki toplama kuralıyla uyumlu.

16. Tabloda yıkıcı girişim sonuçları verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Eksik bilgi hangi seçenekte verilmiştir?

• A) 0 birim
• B) 8 birim
• C) 4 birim
• D) 2 birim
• E) 16 birim

Doğru cevap: A — Yıkıcı girişimde bileşke genlik iki genliğin farkıdır: $4 - 4 = 0$ birim.

1. Yıkıcı girişimde bir dalganın tepesi öbürünün çukuruyla buluşur; yer değiştirmeler zıt yönlüdür ve birbirinden çıkar.
2. Tablonun ilk satırı kuralı gösteriyor: $5 - 3 = 2$ birim.
3. İkinci satıra uygulayalım: $4 - 4 = 0$ birim; eşit genlikli dalgalar o noktada birbirini tamamen söndürür.
4. Denetleyelim: genlikler eşit olduğunda yıkıcı girişim tam sönüm verir ✓ — girişim deneylerindeki karanlık saçaklar böyle oluşur.

17. Yukarıdaki uygulamanın dayandığı olay sorulmaktadır. Buna göre hangi seçenek doğrudur?

• A) Yapıcı girişim
• B) Yıkıcı girişim
• C) Kırınım
• D) Yansıma
• E) Rezonans

Doğru cevap: B — Gürültü önleyici kulaklıklar yıkıcı girişime dayanır: ortam sesinin ters fazlısı gelen sesle birleşip onu söndürür.

1. Kulaklıktaki mikrofon ortam sesini algılar; devre bu sesin tam ters fazlı kopyasını üretip hoparlörden verir.
2. Ters fazlı dalgada, gelen sesin tepesine karşılık çukur, çukuruna karşılık tepe gelir.
3. Tepe ile çukur üst üste gelince yer değiştirmeler birbirinden çıkar; genlikler yaklaşık eşit olduğundan bileşke ses çok zayıflar. Bu, yıkıcı girişimdir.
4. Denetleyelim: üretilen dalga aynı fazda olsaydı ses tam tersine yükselirdi (yapıcı girişim) ✓ — "ters faz" ifadesi yıkıcı girişimi gösteriyor.

18. Tabloda elektromanyetik dalgalar ve kullanım alanları eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Isıtma
• B) İletişim
• C) Tıbbi görüntüleme
• D) Aydınlatma
• E) Ses iletimi

Doğru cevap: C — X ışınları tıbbi görüntülemede kullanılır; yüksek enerjileri sayesinde yumuşak dokudan kolay, kemikten zor geçerler.

1. X ışınları mor ötesinden de yüksek frekanslı, dolayısıyla yüksek foton enerjili elektromanyetik dalgalardır.
2. Bu enerji, ışınların vücuttan geçebilmesini sağlar; ancak geçiş oranı dokuya göre değişir: yoğun kemik ışınları daha çok soğurur, yumuşak doku daha az.
3. Vücudun arkasındaki algılayıcıda bu fark gölge görüntüsü oluşturur; röntgen ve bilgisayarlı tomografi bu ilkeyle çalışır.
4. Denetleyelim: kırık kemiğin röntgen filminde açık renkli kemik üzerinde koyu bir çizgi olarak görünmesi ✓ — kullanım alanı tıbbi görüntüleme.

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

• A) Yıkıcı girişim olmaz.
• B) Girişim enerji üretir.
• C) Enerji artar.
• D) Enerji yok olmaz; başka bölgelerde yapıcı girişimle yeniden görünür.
• E) Hata yoktur.

Doğru cevap: D — Yıkıcı girişimde enerji yok olmaz; karanlık bölgelerden eksilen enerji aydınlık bölgelerde yapıcı girişimle yeniden görünür.

1. Öğrenci yalnız karanlık saçağa bakıyor: orada genlik sıfır olduğu için enerji de sıfır görünür.
2. Aynı desende aydınlık saçaklar da vardır; oralarda genlik iki katına çıkar ve dalga enerjisi genliğin karesiyle orantılı olduğundan tek dalganınkinin dört katı olur.
3. Karanlık bölgelerdeki sıfır ile aydınlık bölgelerdeki dört kat ortalanınca tek dalganın iki katı enerji çıkar; bu da iki kaynağın toplam enerjisidir. Girişim enerjiyi yok etmez, uzayda yeniden dağıtır.
4. Denetleyelim: enerjinin korunumu yasası girişimde de geçerlidir ✓ — değişen toplam değil, enerjinin nerede toplandığıdır.

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

• A) Kartlar birbirinden bağımsızdır.
• B) Kırınım gözlenmez.
• C) Girişim desen oluşturmaz.
• D) Enerji frekanstan bağımsızdır.
• E) Dalga davranışı; kırınım ve girişimle gözlenir, taşıdığı enerji ise frekansla belirlenir.

Doğru cevap: E — Kartların ortak sonucu: dalga davranışı kırınım ve girişimle gözlenir, dalganın taşıdığı enerji ise frekansla belirlenir.

1. Birinci kart kırınımı veriyor: dalga, engelin ya da aralığın arkasına bükülerek yayılır.
2. İkinci kart girişimi ekliyor: üst üste gelen dalgalar aydınlık–karanlık ya da güçlü–zayıf bölgelerden oluşan bir desen oluşturur.
3. Üçüncü kart enerjiyi bağlıyor: elektromanyetik dalgalarda foton enerjisi $E = hf$ ile frekansa bağlıdır.
4. Denetleyelim: seçilen ifade üç kartın üçünü de kapsıyor ve hiçbiriyle çelişmiyor ✓ — en kapsayıcı sonuç budur.