12. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Dalgalar
Işıkta Girişim ve Kırınım
Işık düz çizgi boyunca ilerler, ama çok dar yarıklarla karşılaştığında su dalgalarına benzer biçimde kırınım ve girişim yapar. Bu konuda tek renkli ışıkla çift yarık (girişim) ve tek yarık (kırınım) deneylerini tasarlayacak, ekrandaki desenden veri toplayıp çözümleyeceksin. Dalga boyu, yarıklar arası uzaklık ve yarık genişliğinin deseni nasıl değiştirdiğini bulacak, kırınım ağını da tanıyacaksın.
Kazanımlar
- FİZ.12.3.3. Işığın girişimi ile ilgili deney tasarlar: değişkenleri belirler, sabit tutulacakları seçer, düzeneği kurar.
- FİZ.12.3.3. Çift yarık deneyinden ölçüm toplayıp tabloya işler; dalga boyunun ve yarıklar arası uzaklığın saçak aralığına etkisini çözümler.
- FİZ.12.3.4. Işığın kırınımı ile ilgili deney tasarlar: yarık genişliğinin ve dalga boyunun merkez parlak banda etkisini araştırır.
- FİZ.12.3.4. Tek yarık deneyinden veri toplayarak analiz eder; girişim ve kırınım desenlerini karşılaştırır.
- FİZ.12.3.3-4. Kırınım ağının beyaz ışığı renklerine ayırmasını yarık sayısı ve dalga boyuyla ilişkilendirir.
Konu anlatımı
Işık dalga gibi davranır mı? Young'ın sorusu
Işıkta girişim: çift yarık deneyi
Işıkta kırınım: tek yarık deneyi
Girişim ve kırınım desenlerini karşılaştırma
Kırınım ağı: yüzlerce yarık birlikte
Deney tasarlama ve veri çözümleme
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Özet ve bağlantılar
Anahtar terimler
- Tek renkli (monokromatik) ışık
- Yalnızca tek bir dalga boyunu (tek bir rengi) içeren ışık; lazer ışığı buna örnektir.
- Çift yarık
- Birbirine çok yakın iki dar yarıktan oluşan düzenek; ışığın girişim yaptığı deneyde kullanılır.
- Girişim deseni
- Ekranda ardı ardına dizilen parlak ve karanlık saçaklardan oluşan örüntü.
- Saçak
- Girişim deseninde ekranda görülen parlak ya da karanlık şerit.
- Yarıklar arası uzaklık
- Çift yarıkta iki yarığın merkezleri arasındaki uzaklık.
- Yarık genişliği
- Tek yarığın açıklığı; kırınımın belirginliğini dalga boyuyla birlikte belirler.
- Merkez parlak bant
- Tek yarık kırınımında ekranın ortasındaki, en parlak ve en geniş bant.
- Kırınım ağı
- Çok sayıda dar ve birbirine yakın paralel yarıktan oluşan, ışığı renklerine ayırabilen düzenek.
- Mertebe
- Kırınım ağında merkez çizgiden itibaren sıralanan parlak çizgilerin sırası (0, 1, 2…).
Örnek soru
Tek renkli bir lazer ışığı birbirine çok yakın iki dar yarıktan geçirilip uzaktaki bir ekrana düşürülüyor. Ekranda eşit aralıklı parlak ve karanlık şeritler görülüyor.
Bu şeritler hangi olayın sonucudur?
- Işığın yansıması
- İki yarıktan çıkan ışık dalgalarının girişimi
- Işığın bir ortamdan diğerine geçerken kırılması
- Işığın yalnızca doğrusal yayılması
- Işığın yarıkta soğurulması
Doğru cevap: B
Çözüm
1. İki yarıktan çıkan ışık dalgaları ekranda üst üste biner.
2. Dalgaların tepe tepeye geldiği yerlerde parlak, tepe çukura geldiği yerlerde karanlık saçak oluşur.
3. Bu üst üste binme olayı girişimdir.
Cevap: B. Doğrusal yayılma modeli (D) yarıkların arkasında iki şerit gösterirdi; dönüşümlü parlak-karanlık saçakları açıklayamaz.