Optikte kullanılan **ışık şiddeti ($I$)**, **ışık akısı ($\Phi$)** ve **aydınlanma şiddeti ($E$)** nicelikleri ile ilgili verilen ifadelerden hangisi yanlıştır?
Çözüm:
Noktasal bir ışık kaynağını çevreleyen kürenin iç yüzeyindeki toplam ışık akısı $\Phi = 4\pi I$ formülü ile verilir.
Formülden de görüleceği üzere kapalı bir kürenin toplam ışık akısı **kürenin yarıçapından ($r$) tamamen bağımsızdır**. C şıkkındaki ifade yanlıştır.
Doğru Cevap: C
Soru 2 • Işık Akısının Mesafeye Bağımlılığı
Henüz Yanıtlanmadı
Noktasal ışık kaynağının önüne konulan belirli bir $S$ alanlı levha 1. konumdan 2. konuma getiriliyor.
Bu işlem sırasında levha üzerindeki toplam ışık akısı ($\Phi$) ve levha merkezindeki aydınlanma şiddeti ($E$) nasıl değişir?
Çözüm:
• Işık Akısı ($\Phi$): Levha uzaklaştırıldıkça noktasal kaynaktan çıkan ışık ışınları etrafa yayıldığı için levhanın yüzeyine çarpan ışık çizgisi sayısı (akı) **azalır**.
• Aydınlanma Şiddeti ($E$): Aydınlanma şiddeti uzaklığın karesi ile ters orantılıdır ($E = \frac{I}{d^2}$). Uzaklık arttığı için aydınlanma şiddeti de **azalır**.
Doğru Cevap: B
Soru 3 • Paralel Işık Demeti ve Açı Etkisi
Henüz Yanıtlanmadı
Paralel ışık demetinin önüne dik olarak yerleştirilen düz bir levha, ışık demetine göre bir miktar döndürülerek eğik konuma getiriliyor.
Bu döndürme işlemi sonucunda levha üzerindeki ışık akısı ($\Phi$) ve aydınlanma şiddeti ($E$) nasıl değişir?
Çözüm:
• Levha ışık ışınlarına dik konumdayken yüzeyden geçen ışık çizgisi sayısı (akı) maksimumdur. Eğik konuma getirildiğinde yüzeyin dik kesiti küçüldüğü için **ışık akısı ($\Phi$) azalır**.
• Aydınlanma şiddeti $E = \frac{I}{d^2} \cdot \cos\theta$ bağıntısına tabidir. Yüzeyin normali ile ışınlar arasındaki açı arttıkça ($\cos\theta$ küçüldükçe) **aydınlanma şiddeti de azalır**.
Doğru Cevap: A
Soru 4 • Noktasal Kaynaklar ve Tam Gölge
Henüz Yanıtlanmadı
Noktasal $K_1$ ve $K_2$ ışık kaynakları ile dairesel saydam olmayan (opak) engel bir perdenin önüne şekildeki gibi dizilmiştir.
Sadece $K_1$ kaynağı engelden bir miktar uzaklaştırılırsa (sola çekilirse) perde üzerindeki tam gölge ve yarı gölge alanları nasıl değişir?
Çözüm:
• Perde üzerindeki **tam gölgeyi** en arkada kalan (engelden en uzak) $K_1$ kaynağı belirler.
• $K_1$ kaynağı sola çekilip engelden daha da uzaklaştırıldığında, perdeye ulaştırabileceği koninin acısı küçülür ve çizilen tam gölge dairesi **azalır (küçülür)**.
• En dıştaki toplam gölge alanını $K_2$ belirler ve $K_2$'nin yeri değişmediği için dış sınır sabittir. İçteki tam gölge küçüldüğü için **yarı gölgenin alanı artar**.
Doğru Cevap: D
Soru 5 • Küresel Işık Kaynağı ve İğne Deliği (Pinhole)
Henüz Yanıtlanmadı
Küresel büyük bir ışık kaynağının önüne, kaynaktan daha küçük dairesel opak bir engel konuyor. Engelin arkasındaki perde üzerinde tam ve yarı gölge oluşmaktadır.
Buna göre, yalnızca engelin boyutu (yarıçapı) artırılırsa perde üzerindeki tam gölge ve yarı gölge alanları nasıl değişir?
1. Karşılıklı teğetler içte kalan tam gölgenin sınırını çizer. Engel büyütülürse ışık geçirmeyen orta bölge genişleyeceğinden **tam gölge alanı artar**.
2. Çapraz teğetler en dıştaki toplam gölge sınırını çizer. Engelin büyümesi dış sınırın da genişlemesine neden olur. Dış sınır tam gölgeden daha fazla büyüdüğü için **yarı gölge alanı da artar**.
Doğru Cevap: A
Soru 6 • Gözlemcinin Işık Kaynağına Bakışı
Henüz Yanıtlanmadı
Karanlık bir ortamda küresel ışık kaynağı ile saydam olmayan dairesel engel arasına tam merkez doğrultusunda bakan bir gözlemci, kaynağın ortasını karanlık, etrafını ise parlak bir halka şeklinde görmektedir.
Gözlemci engelden uzaklaşıp arkaya doğru çekilirse kaynağın görünümü nasıl değişir?
Gözlemci geriye doğru uzaklaştıkça, engelin gözdeki görüş açısı küçülür. Görüş açısı küçüldüğü için kaynağın üzerinde engellediği alan da **küçülür**. Böylece ortadaki karanlık dairesel bölge küçülmüş olur.
Doğru Cevap: B
Soru 7 • Noktasal Kaynak ve Fotometre (Aydınlanma Eşitliği)
Henüz Yanıtlanmadı
Bir yağ lekesi barındıran kağıdın (fotometre) iki yanına konulan $I_1$ ve $I_2$ ışık şiddetli noktasal kaynaklar varken **yağ lekesi görünmemektedir**.
Yağ lekesinin görünmemesi durumu aşağıdakilerden hangisinin her iki tarafta eşit olduğunu gösterir?
Çözüm:
Fotometre mantığında yağ lekesinin kağıt üzerinde seçilemez (görünmez) hale gelmesi, yağ lekesinin sağ ve sol yüzeylerinde oluşan **aydınlanma şiddetlerinin birbirine eşit olmasıyla ($E_1 = E_2$)** sağlanır.
Buradan $\frac{I_1}{d_1^2} = \frac{I_2}{d_2^2}$ yazarak bilinmeyen ışık şiddetleri ölçülür.
Doğru Cevap: D
Soru 8 • Güneş ve Ay Tutulmaları
Henüz Yanıtlanmadı
Doğal bir gölge olayı olan **Güneş tutulması** ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır?
Çözüm:
Ay'ın boyutları Dünya'ya göre çok küçük olduğundan, Ay'ın oluşturduğu tam gölge konisinin Dünya üzerindeki kapladığı alan oldukça dardır.
Bu nedenle tam Güneş tutulması **Dünya'nın her yerinden değil**, yalnızca Ay'ın tam gölge konisinin düştüğü دار (dar) bir şerit üzerinden gözlemlenebilir. C şıkkı yanlıştır.
Doğru Cevap: C
Soru 9 • Yarım Küre İç Yüzeyinde Aydınlanma
Henüz Yanıtlanmadı
$r$ yarıçaplı içi boş kürenin merkezine noktasal bir $I$ ışık kaynağı yerleştirilmiştir. Küre yüzeyindeki K, L ve M noktaları gösterilmektedir.
Buna göre K, L ve M noktaları çevresindeki aydınlanma şiddetleri ($E_K, E_L, E_M$) arasındaki ilişki nedir?
Çözüm:
Noktasal kaynak kürenin tam merkezinde bulunduğu için küre yüzeyindeki **bütün noktalar kaynağa eşit uzaklıktadır ($d = r$)**.
Ayrıca merkezden küre yüzeyindeki her noktaya çizilen yarıçap doğrultusu yüzeye **dik olarak ulaşır ($\theta = 0^\circ$)**.
Dolayısıyla tüm noktalarda $E = \frac{I}{r^2}$ olur ve aydınlanma şiddetleri birbirine tam eşittir ($E_K = E_L = E_M$).
Doğru Cevap: E
Soru 10 • Düzlem Ayna ve Aydınlanma
Henüz Yanıtlanmadı
Noktasal bir $I$ kaynağının sol tarafına düzlem ayna, sağ tarafındaki perde üzerine ise bir $P$ noktası işaretlenmiştir.
Düzlem ayna sistemden kaldırılırsa $P$ noktası etrafındaki aydınlanma şiddeti nasıl değişir?
Çözüm:
Başlangıçta $P$ noktası hem doğrudan **ışık kaynağından** gelen ışınlar ile hem de **aynadan yansıyan (sanal kaynaktan gelen)** ışınlar ile aydınlanır ($E_{\text{toplam}} = E_{\text{kaynak}} + E_{\text{ayna}}$).
Düzlem ayna kaldırıldığında aynadan yansıyarak gelen ışınlar artık $P$ noktasına ulaşamaz. Bu durumda aydınlanmayı sadece kaynak sağlar ve $P$'deki toplam aydınlanma şiddeti **azalır**.