AYT ışıkta girişim ve kırınım konu anlatımı kapsamında ışığın dalga niteliği, Young deneyi, çift yarıkta yol farkı ve saçak oluşumu, girişim desenini değiştiren etkenler, tek yarıkta kırınım ve iki deneyin ayırt edici özellikleri işlenecektir.
AYT fizik konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.
Işığın Dalga Niteliği ve Girişim
Yapıcı ve Yıkıcı Girişim
Işık; yayılma, yansıma ve kırılma gibi birçok olayda ışın modeliyle incelenebilir. Buna karşılık iki ışık dalgasının aynı bölgede üst üste gelerek düzenli aydınlık ve karanlık bölgeler oluşturması, ışığın dalga niteliği ile açıklanır. Dalgaların aynı noktadaki anlık elektrik alanları cebirsel olarak toplanır; gözlenen parlaklık ise bu bileşke alanın şiddetiyle ilişkilidir.
İki dalga aynı fazda ulaştığında tepe ve çukurları birlikte değişir, bileşke genlik büyür ve yapıcı girişim oluşur. Faz farkı π radyan, başka bir ifadeyle yarım periyoda karşılık geldiğinde bir dalganın tepesi diğerinin çukuruyla çakışır; bileşke genlik azalır ve yıkıcı girişim oluşur. Genlikler eşitse tam sönme, eşit değilse yalnız kısmi kararma görülür.
Bir dalganın P noktasına kadar aldığı optik yol Δℓ kadar artırılırsa dalga, Δφ = 2πΔℓ/λ kadar ek faz gecikmesi kazanır. Faz farkı yönlü yorumlanır: Hangi dalganın önde ya da geride olduğu belirtilmeden yalnız farkın büyüklüğü yeni fazı tek başına belirlemez.
Aynı doğrultuda ilerleyen tek renkli iki ışık dalgasından ikincisi, P noktasında başlangıçta birinciden π/3 faz geridedir. İkinci dalganın P’ye kadar aldığı optik yol, dalga boyunun üçte biri kadar artırılıyor.
Son durumda P noktasındaki girişim için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
B) Faz farkı π/2 olur ve tam sönme gerçekleşir.
C) Faz farkı π olur ve yıkıcı girişim oluşur.
D) Faz farkı 4π/3 olur ve tam yapıcı girişim oluşur.
E) Faz farkı değişmez.
Eş Uyumlu Kaynaklar
Perdede zamanla değişmeyen bir girişim deseni görülebilmesi için ışık kaynaklarının frekansları aynı, aralarındaki faz farkı sabit olmalıdır. Bu koşulları sağlayan kaynaklara eş uyumlu kaynaklar denir. İki bağımsız lambanın faz ilişkisi çok kısa sürelerde rastgele değiştiğinden bu lambalar kalıcı saçak deseni oluşturmaz.
Young deneyinde eş uyumlu iki bağımsız kaynak aramak yerine tek renkli bir kaynaktan gelen ışık iki dar yarığa gönderilir. Aynı dalga cephesini bölen yarıklar, frekansları aynı ve faz ilişkileri kararlı iki ikincil kaynak gibi davranır. Kaynağın tek renkli olması, farklı dalga boylarına ait saçakların birbirini örtmesini önleyerek deseni belirginleştirir.
K, L ve M kaynaklarının frekansları ile K’ye göre faz farkları şekilde verilmiştir.
K kaynağını içeren hangi kaynak çiftleri zamanla değişmeyen bir girişim deseni oluşturabilir?
B) Yalnız K–M
C) Yalnız L–M
D) K–L ve L–M
E) K–L ve K–M
Young Deneyinin Düzeni
Young deneyinde tek renkli ışık önce dar bir kaynak yarığından geçirilerek düzenli dalga cepheleri elde edilir. Bu ışık, aralarında d uzaklığı bulunan K1 ve K2 yarıklarına ulaşır. Yarıklar ile perde arasındaki dik uzaklık L ile gösterilir. Dar yarıklardan yayılan dalgalar perdede üst üste gelir ve aydınlık–karanlık saçaklardan oluşan bir girişim deseni meydana getirir.
Yarıkların orta noktasından perdeye çizilen eksenin perdeyi kestiği A0 noktası iki yarığa eşit uzaklıktadır. Yarıklar aynı fazlı kaynak gibi davranıyorsa A0‘da yapıcı girişim ve merkezî aydınlık saçak oluşur. Desen, bu saçağın iki yanında simetriktir.
Şekildeki Young düzeneğinde K1 ve K2 yarıkları aynı fazlı ikincil kaynaklardır.
Buna göre aşağıdaki yargılardan hangisi kesinlikle doğrudur?
B) P noktasında her zaman karanlık saçak oluşur.
C) K1 ve K2 bağımsız ışık kaynaklarıdır.
D) Desenin oluşması için yarıkların farklı frekansta ışık yayması gerekir.
E) Merkezî saçak yarıklardan birine daha yakındır.
Çift Yarıkta Saçakların Oluşumu
Yol Farkı
Perde üzerindeki bir P noktasının K1 ve K2 yarıklarına uzaklıkları r1 ve r2 ise dalgaların P’ye kadar aldığı yollar arasındaki fark Δr = |r2 − r1| bağıntısıyla bulunur. Bu niceliğe yol farkı denir.
Yarıklar aynı fazlı olduğunda P’deki girişim türü Δr’nin ortam içindeki dalga boyu λn‘ye oranıyla belirlenir. Hava veya boşluktaki dalga boyu λ0, ortamın kırıcılık indisi n ise frekans değişmez; ışığın hızı ve dalga boyu azalır: λn = λ0/n.
Aydınlık ve Karanlık Saçak Koşulları
Aynı fazlı yarıklardan gelen dalgalar için yol farkı tam dalga boyu katıysa aynı fazda ulaşılır ve aydınlık saçak oluşur:
m = 0 merkezî aydınlık, m = 1 birinci aydınlık saçağı gösterir. Yol farkı yarım tek dalga boyu katıysa dalgalar zıt fazda ulaşır ve karanlık saçak oluşur:
Burada m = 0 birinci karanlık, m = 1 ikinci karanlık saçağa karşılık gelir. Saçak sırasının birden başlaması ile formüldeki m’nin sıfırdan başlaması birbirine karıştırılmamalıdır.
Havada yapılan Young deneyinde kullanılan ışığın dalga boyu 600 nm’dir. P noktasının yarıklara uzaklıkları şekilde verilmiştir.
P noktasında hangi saçak oluşur?
B) 2. aydınlık saçak
C) 2. karanlık saçak
D) 3. karanlık saçak
E) 3. aydınlık saçak
Aynı Young düzeneği önce λ1 dalga boylu, sonra λ2 dalga boylu ışıkla çalıştırılıyor. Perdede sabit bir P noktasında ilk deneyde 4. aydınlık, ikinci deneyde 3. karanlık saçak oluşuyor.
λ1/λ2 oranı kaçtır?
B) 5/8
C) 4/5
D) 5/4
E) 8/5
Formüldeki m değeri ile günlük dildeki saçak sırası aynı başlangıç değerini kullanmaz. Karanlık saçaklarda m = 0, birinci karanlık saçağı; m = 1, ikinci karanlık saçağı verir.
Merkezî Saçak ve Simetri
A0 noktasının iki yarığa uzaklığı eşit olduğundan Δr = 0’dır. Aynı fazlı yarıklarda merkezî saçak aydınlıktır. Merkezden yukarı ve aşağı aynı uzaklıktaki noktaların yol farkı büyüklükleri eşit olduğu için aynı mertebeli saçaklar merkezî saçağın iki yanında simetrik yer alır.
Merkezden dışa doğru sıralama A0, K1, A1, K2, A2 … biçimindedir. A1 birinci aydınlık, K1 birinci karanlıktır. Ardışık iki aydınlık veya iki karanlığın merkezleri arasındaki uzaklık bir saçak aralığı; komşu bir aydınlık ile bir karanlığın merkezleri arasındaki uzaklık yarım saçak aralığıdır.
Şekilde A0 merkezî aydınlık saçağı ve P, R, S noktaları gösterilmiştir. Her iki komşu çizgi arası Δx/2’dir.
P, R ve S noktalarındaki saçaklar sırasıyla hangileridir?
B) 1. aydınlık, 2. karanlık, 2. aydınlık
C) 1. karanlık, 2. aydınlık, 3. karanlık
D) 2. karanlık, 2. aydınlık, 3. aydınlık
E) 2. aydınlık, 3. karanlık, 3. aydınlık
Saçak Konumu ve Saçak Aralığı
Yarık–perde uzaklığı yarıklar arası uzaklığa göre çok büyük ve saçaklar eksene yakınsa küçük açı yaklaşımı kullanılabilir. Hava veya boşluktaki dalga boyu λ0 için m. aydınlık saçağın merkezden uzaklığı yaklaşık
m. karanlık saçağın merkezden uzaklığı ise
biçimindedir. Ardışık iki aydınlık veya iki karanlık arasındaki saçak aralığı Δx = Lλ0/(nd) olur. L ve λ0 arttıkça saçaklar açılır; d veya n arttıkça sıklaşır.
λ0 = 600 nm dalga boylu ışıkla yapılan Young deneyinde L = 2,4 m, d = 0,80 mm ve fant–perde arasındaki ortamın kırıcılık indisi n = 1,20’dir.
Merkezî saçağın iki yanındaki 2. karanlık saçakların merkezleri arasındaki uzaklık kaç milimetredir?
B) 2,25
C) 3,0
D) 3,75
E) 4,5
Bir Young deneyinde başlangıçta ışığın vakum dalga boyu λ0, başlangıç saçak aralığı ise Δx’tir. Yeni durumda vakum dalga boyu 3λ0/2 yapılırken perde uzaklığı 2L/3’e, yarıklar arası uzaklık d/2’ye ve ortamın kırılma indisi 4n/3’e değiştiriliyor.
Yeni saçak aralığının ilk değere oranı kaçtır?
B) 4/3
C) 1
D) 2
E) 3
Young Deneyinde Deseni Değiştiren Etkenler
Dalga Boyu, Renk ve Frekans
Aynı ortamda ışık hızı sabit olduğundan v = λf bağıntısına göre dalga boyu ile frekans ters orantılıdır. Görünür bölgede kırmızı ışığın dalga boyu maviden büyüktür. Bu nedenle aynı Young düzeneğinde kırmızı ışık daha geniş, mavi ışık daha dar saçaklar oluşturur.
Tek renkli ışığın rengi değiştirildiğinde merkezî aydınlık saçağın geometrik yeri değişmez; çünkü merkezde iki yol yine eşittir. Değişen saçak aralığı, saçakların rengi ve sabit genişlikli bir perde bölgesinde görülen saçak sayısıdır. Dalga boyu büyürse Δx artar ve aynı bölgede daha az saçak görülür.
Özdeş Young düzenekleri sırasıyla kırmızı, yeşil ve mavi tek renkli ışıkla çalıştırılıyor. Perdelerde eşit genişlikteki bölgeler inceleniyor.
Saçak sayıları NK, NY, NM; saçak aralıkları ΔxK, ΔxY, ΔxM olduğuna göre doğru sıralama hangisidir?
B) NK = NY = NM ve ΔxK = ΔxY = ΔxM
C) NM > NY > NK ve ΔxM > ΔxY > ΔxK
D) NM > NY > NK ve ΔxK > ΔxY > ΔxM
E) NY > NK > NM ve ΔxY < ΔxK < ΔxM
Yarık Uzaklığı, Perde Uzaklığı ve Ortam
Saçak aralığı Δx = Lλ0/(nd) bağıntısıyla verildiği için perde fanttan uzaklaştırılırsa L ve Δx artar; saçaklar genişler. Yarıklar arası uzaklık d artırılırsa aynı ekran noktasına ulaşan iki yol arasındaki fark daha hızlı büyür, bu nedenle saçaklar sıklaşır.
Fant ile perde arasına kırıcılık indisi daha büyük, türdeş bir ortam doldurulduğunda frekans değişmez; ortam içindeki dalga boyu λ0/n olur ve saçak aralığı azalır. Ortam bütün bölgeyi eşit biçimde dolduruyorsa merkezî saçağın yeri değişmez. Yalnız ışık yollarından biri veya ekranın belirli bir bölümü farklı ortamdan geçiyorsa simetri bozulabilir.
Şekildeki kapta Young düzeneğinin fant–perde arası X ve Y bölmelerine ayrılmıştır. Başlangıçta iki bölmede de hava vardır.
Kırıcılık indisi nsu olan su kullanıldığında saçak aralığını ilk değerinin tam olarak 1/nsu katına düşürürken merkezî aydınlığın yerini koruyan işlem hangisidir?
B) X ve Y bölmelerini birlikte suyla doldurmak
C) Yalnız Y bölmesini suyla doldurmak
D) Perdeyi fanttan uzaklaştırmak
E) Yarıklar arası uzaklığı azaltmak
Işık Şiddeti ve Kaynak Hareketi
Kaynağın ışık şiddeti artırılırsa veya kaynak yarık düzlemine eksen boyunca yaklaştırılırsa yarıklara ulaşan enerji artar; aydınlık saçaklar daha parlak görünür. Düzenin simetrisi, λ, L ve d değişmediği sürece merkezî saçağın yeri ile saçak aralığı değişmez.
Kaynak yarık düzlemine paralel olarak yukarı taşınırsa iki yarığa ulaşan başlangıç yolları eşitliğini kaybeder. Üst yarığa ulaşan dalga daha az yol aldığı için iki yarık arasında başlangıç faz farkı doğar. Perdede bu farkı dengeleyen merkezî aydınlık, kaynak hareketinin ters yönüne kayar. Saçak aralığı yaklaşık sabit kalır; bütün desen birlikte ötelenir.
Young düzeneğinde kaynak önce eksen üzerinde K konumundadır. Kaynak sırasıyla I ve II işlemlerine tabi tutuluyor.
I. Kaynak fant doğrultusunda yaklaştırılıyor.
II. Kaynak yukarı yönde yer değiştiriyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
B) I işleminde merkezî saçak aşağı kayar.
C) II işleminde desen aşağı kayar, saçak aralığı yaklaşık değişmez.
D) II işleminde yalnız parlaklık artar.
E) Her iki işlemde merkezî saçağın yeri değişmez.
Saydam Levha ve Optik Yol
Kalınlığı t, kırıcılık indisi ng olan ince bir levha yarıklardan birinin önüne yerleştirildiğinde o yoldaki optik yol, havaya göre yaklaşık (ng − 1)t kadar artar. Levhanın arkasından gelen ışık fazca gecikir. Merkezî aydınlık, geometrik yolun kısalarak bu gecikmeyi dengelediği levha tarafına kayar.
Levha bütün saçak desenini öteler; ince levha ve değişmeyen düzen geometrisinde saçak aralığı yaklaşık değişmez. Desenin geçtiği saçak sayısı N = (ng − 1)t/λ0 bağıntısıyla bulunabilir. N tam sayı değilse kayma, saçak aralığının kesirli katı olarak ifade edilir.
Havada 600 nm dalga boylu ışıkla yapılan Young deneyinde üst yarığın önüne ng = 1,50 kırıcılık indisli, t = 12 μm kalınlığında ince cam levha konuluyor.
Girişim deseni kaç saçak aralığı ve hangi yönde kayar?
B) 5; üst yarık yönünde
C) 8; alt yarık yönünde
D) 10; üst yarık yönünde
E) 12; üst yarık yönünde
Perde ve Fant Düzlemlerinin Döndürülmesi
Perde yarık düzlemine paralel değilse yarık–perde uzaklığı ekran boyunca sabit kalmaz. Fanttan uzaklaşan bölümde etkin L büyüdüğü için saçaklar genişler; fanta yaklaşan bölümde L küçüldüğü için saçaklar daralır. Bu durumda tek bir Δx değeri bütün ekranı temsil etmez.
Yarık düzlemi döndürüldüğünde perde doğrultusundan görülen etkin yarık uzaklığı değişir. Etkin d küçülürse saçak aralığı büyür. Ancak dönüş aynı zamanda yarıkların perdeye uzaklıklarını eşitsiz hâle getiriyorsa merkezî saçağın yeni yeri yalnız Δx bağıntısından belirlenemez; iki yolun eşit olduğu nokta ayrıca incelenir.
Şekilde perde, üst ucu fanttan uzaklaşacak biçimde döndürülmüştür. P ve R, merkezî saçağın üstünde ve altında eşit uzunluklu iki ekran bölgesidir.
Başlangıçtaki paralel perdeye göre bu bölgelerdeki saçak sayıları NP ve NR nasıl değişir?
B) İkisi de azalır.
C) NP artar, NR azalır.
D) Değişmezler.
E) NP azalır, NR artar.
Tek Yarıkta Kırınım
Kırınımın Oluşumu
Genişliği w olan dar bir yarığa paralel ışık demeti gönderildiğinde ışık yalnız doğrultusunu koruyarak ilerlemez; yarığın arkasındaki geometrik gölge bölgesine de yayılır. Işığın doğrusal yayılmadan saparak açıklık çevresine bükülmesine kırınım denir. Kırınımın belirginliği, yarık genişliğinin dalga boyuna oranına bağlıdır. w/λ küçüldükçe açısal yayılma artar.
Huygens ilkesine göre yarık düzlemindeki her nokta ikincil dalgacık kaynağı gibi düşünülebilir. Yarığın farklı bölümlerinden çıkan dalgacıklar perdede birbirleriyle girişim yapar. Bu nedenle tek yarık deseni de aydınlık ve karanlık bölgeler içerir; ancak iki ayrı yarığın girişim deseninden farklı bir şiddet dağılımına sahiptir.
Özdeş iki tek yarık düzeninden K’de λ dalga boylu ışık ve w genişlikli yarık, L’de 3λ/2 dalga boylu ışık ve 2w genişlikli yarık kullanılıyor. Diğer koşullar aynıdır.
Kırınımın açısal yayılma miktarları θK ve θL için hangisi doğrudur?
B) θK = 2θL
C) θL = 3θK/2
D) θK > θL
E) θL > θK
Karanlık Saçak Koşulu
Tek yarığın üst ve alt kenarlarından seçilen doğrultuya giden yollar arasındaki fark w sinθ’dır. Yarık boyunca yayılan dalgacıklar uygun çiftler hâlinde birbirini söndürdüğünde karanlık saçak oluşur. Ortam içindeki dalga boyu λn olmak üzere karanlık saçak koşulu
biçimindedir. Küçük açılarda sinθ ≈ tanθ ≈ x/L olduğundan m. karanlığın merkezden uzaklığı xK,m ≈ mLλ0/(nw) olur. m = 1 merkezî aydınlığın ilk sınırını, m = 2 ikinci karanlığı verir.
Havada yapılan tek yarık deneyinde λ = 500 nm, L = 2,0 m ve w = 0,25 mm’dir.
Merkezî aydınlık saçağın iki sınırı arasındaki uzaklık kaç milimetredir?
B) 8
C) 10
D) 12
E) 16
Merkezî Aydınlık ve Yan Saçaklar
Tek yarık deseninin ortasında en parlak ve en geniş bölge olan merkezî aydınlık saçak bulunur. Bu bölgenin sınırları, merkez ekseninin iki yanındaki birinci karanlık saçaklardır. Birinci karanlıklar merkezden eşit uzaklıkta olduğu için merkezî aydınlığın genişliği 2Lλ0/(nw) olur.
Yan aydınlık saçaklar, komşu karanlıklar arasında yer alır ve merkezden uzaklaştıkça şiddetleri azalır. Karanlıkların konumları düzenli aralıklı olsa da yan aydınlık maksimumların tam orta noktalarda bulunduğu kabulü yalnız yaklaşık bir modeldir. AYT düzeyindeki nicel sorularda çoğunlukla karanlık konumları ve merkezî genişlik esas alınır.
Bir tek yarık deneyinde ardışık karanlık saçaklar arasındaki uzaklık 2,0 mm’dir.
Merkezî aydınlığın iki yanındaki 2. karanlık saçakların merkezleri arasındaki uzaklık kaç milimetredir?
B) 6
C) 8
D) 10
E) 12
Tek Yarıkta Saçak Genişliği
Tek yarıkta ardışık iki karanlık saçak arasındaki uzaklık küçük açı yaklaşımıyla Δx = Lλ0/(nw) olur. Bu değer aynı zamanda merkezî aydınlığın yarı genişliğidir. Çift yarıktaki Δx bağıntısında paydada yarıklar arası uzaklık d, tek yarıkta ise yarık genişliği w bulunur.
Bir ekran bölgesindeki saçak sayısı Δx ile ters orantılıdır. λ veya L büyüdüğünde desen açılır ve aynı bölgede daha az saçak görülür. w veya n büyüdüğünde desen sıklaşır. Bu değişimler merkezî aydınlığın genişliğini de aynı oranda etkiler.
Bir tek yarık deneyinde merkezî aydınlığın genişliği 12 mm’dir. Yalnız dalga boyu 3λ/4, perde uzaklığı 4L/3 ve yarık genişliği 3w/2 yapılıyor; ortam değiştirilmiyor.
Yeni merkezî aydınlık genişliği kaç milimetredir?
B) 6
C) 4
D) 9
E) 12
Tek Yarık Desenini Değiştiren Etkenler
Dalga Boyu, Uzaklık, Yarık Genişliği ve Ortam
Tek yarık deseninin ölçeğini belirleyen dört temel nicelik λ0, L, w ve n’dir. Daha uzun dalga boyu ve daha büyük perde uzaklığı kırınım desenini genişletir. Daha geniş yarık veya daha büyük kırıcılık indisi, ortam içindeki dalga boyunu küçülttüğü için deseni daraltır.
Fant–perde arasının tamamı türdeş bir ortamla doldurulursa merkez ekseni değişmez; merkezî aydınlığın yeri korunur, genişliği azalır. Ortam yalnız ışığın bir bölümünü etkiliyorsa faz dağılımı simetrik kalmayabilir ve desenin merkezi de yer değiştirebilir.
Havadaki bir tek yarık deneyinde merkezî aydınlık genişliği W’dir. Kaynağın frekansı değişmeden deney, n = 4/3 kırılma indisli sıvıda tekrarlanıyor; bu sırada yarık genişliği 3w/4’e düşürülüyor ve perde uzaklığı L/2 yapılıyor.
Yeni merkezî aydınlık genişliği kaç W olur?
B) 2W/3
C) 3W/4
D) W
E) 4W/3
Kaynak Hareketi ve Parlaklık
Kaynak fant düzlemine eksen boyunca yaklaştırılırsa yarığa ulaşan ışık şiddeti artar; aydınlık saçaklar daha parlak görünür. λ, L, w ve n değişmediğinden saçak genişlikleri değişmez. Perde fanta yaklaştırılırsa L küçülür; desen daralırken perdeye düşen ışık akısı arttığı için aydınlık bölgeler daha parlak görünebilir.
Kaynak fant düzlemine paralel taşınırsa yarığa eğik gelen dalga cephesi oluşur. Desenin merkez doğrultusu kaynak hareketinin ters yönüne kayabilir; ancak yarık genişliği ve perde uzaklığı değişmediği için küçük kaymalarda desenin temel ölçeği yaklaşık korunur.
Yarığın Bir Bölümüne Saydam Levha Konulması
Tek yarığın yalnız bir bölümüne saydam levha konulduğunda, o bölümden geçen ışık ek optik yol alır ve yarık açıklığı boyunca basamaklı bir faz dağılımı oluşur. Bu durum, bütün kırınım deseninin biçimini koruyarak levha yönüne ötelenmesi şeklinde yorumlanamaz; şiddet dağılımı, minimumların konumu ve merkez çevresindeki aydınlık–karanlık yapı levhanın kapladığı oran ile oluşturduğu faz gecikmesine bağlı olarak değişir.
Özel olarak levha yarığın tam yarısını kaplar, yarık düzgün aydınlatılır ve levha π faz gecikmesi oluşturursa geometrik merkez doğrultusunda iki yarının eşit genlikli katkıları zıt fazda olur ve birbirini söndürür; O noktası karanlık görünür. Levha yarığın tamamını aynı kalınlıkla kaplarsa bütün açıklık yalnızca ortak bir faz gecikmesi kazanır ve şiddet deseni değişmez.
Tek yarığın tam üst yarısını kaplayan ince ve saydam cam levha, bu bölümden geçen ışığa π faz gecikmesi kazandırıyor. Yarık düzgün aydınlatılıyor ve diğer koşullar değişmiyor.
Buna göre;
I. Yarığın üst yarısından çıkan ışık, alt yarıdan çıkana göre π faz gerisindedir.
II. Geometrik merkez doğrultusunda iki yarının katkıları birbirini söndürür.
III. Kırınım deseni, ilk desenin biçimini koruyan basit bir öteleme değildir.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) Yalnız II
C) I ve II
D) I ve III
E) I, II ve III
Perde ve Yarık Düzlemlerinin Döndürülmesi
Perde eğildiğinde fanta yakın bölümde etkin L küçülür ve saçaklar daralır; uzak bölümde L büyür ve saçaklar genişler. Bu etki, çift yarıkta olduğu gibi ekran boyunca değişken saçak aralığı doğurur.
Yarık düzlemi döndürülürse ışığın geliş doğrultusuna dik görülen etkin yarık genişliği değişebilir. Etkin w küçüldüğünde kırınım açısı ve perde üzerindeki saçak aralığı artar. Dönüş aynı zamanda yarığın merkezini optik eksenden ayırıyorsa merkezî saçağın yeri yalnız genişlik bağıntısıyla belirlenmez.
Çift Yarık ve Tek Yarık Desenlerinin Karşılaştırılması
Ortak Değişkenler
Her iki deneyde de dalga boyu λ0 ve fant–perde uzaklığı L arttıkça desen genişler; ortamın kırıcılık indisi n arttıkça daralır. Çift yarıkta ölçeği belirleyen geometrik büyüklük yarıklar arası uzaklık d, tek yarıkta ise yarık genişliği w’dir.
Kaynak şiddeti saçakların konumunu değil görünür parlaklığını etkiler. Türdeş ortam bütün fant–perde bölgesini doldurduğunda merkezî saçağın yeri değişmez. Kaynağın eksene göre yer değiştirmesi deseni kaydırabilir. Çift yarıkta yalnız bir ışık yoluna ek optik yol kazandıran saydam levha girişim desenini ötelerken, tek yarığın yalnız bir bölümündeki faz basamağı kırınım deseninin şiddet dağılımını değiştirir.
K düzeneği çift yarık, L düzeneği tek yarık deneyidir. Başlangıçta K için d = 2w, iki deneyde λ, L ve n aynıdır. Sonra K’de yarıklar arası uzaklık 3d/2’ye, L’de yarık genişliği 3w/4’e değiştiriliyor.
Son durumda K’nin saçak aralığının L’nin yan karanlıkları arasındaki aralığa oranı kaçtır?
B) 1/4
C) 1/3
D) 1/2
E) 2/3
Ayırt Edici Desen Özellikleri
İdeal ve özdeş yarıklı Young deneyinde aydınlık saçakların aralıkları yaklaşık eşittir; iki yarığın tek yarık kırınım zarfı ihmal edildiğinde benzer parlaklıkta düzenli saçaklar görülür. Tek yarık deseninde merkezî aydınlık diğer aydınlık bölgelerin yaklaşık iki katı genişliğindedir ve yan aydınlıkların parlaklığı merkezden uzaklaştıkça belirgin biçimde azalır.
Çift yarıkta karanlıklar yarım tek dalga boylu yol farklarıyla, tek yarıkta karanlıklar yarık genişliği boyunca oluşan söndürme koşuluyla belirlenir. Bu nedenle iki deneyin bağıntıları yalnız sembolleri değiştirilmiş aynı formül gibi yorumlanmamalıdır; fiziksel girişim kaynakları farklıdır.
Tek yarıkta merkezî aydınlık, iki komşu karanlık arasındaki normal aralığın iki katı genişliğindedir. Çift yarıkta ise merkezî aydınlık, ideal yaklaşımda diğer aydınlık saçaklarla aynı genişliktedir.