Hangileri tek başına yapılmış olabilir

YKS TYT YKS Fizik
4

Hangileri tek başına yapılmış olabilir?

Soru Özeti:
Derinliği her noktasında aynı olan bir dalga leğeninde, aynı fazlı (T periyotlu) ve aynı dalga boylu (λ) dalgalar üreten özdeş S₁ ve S₂ kaynaklarından doğan girişim deseninde, başlangıçta P noktasından 2. düğüm (node) çizgisi geçer. Sistemde tek bir değişiklik yapıldıktan sonra aynı P noktasından bu kez 2. dalga katarının (antinode) geçtiği görülür. Buna göre aşağıdaki değişikliklerden hangisi/hangileri tek başına yapılırsa P noktasından 2. dalga katarı geçmesi sağlanabilir?

  1. Su derinliğini azaltmak
  2. Kaynakların frekansını (ikisini de) eşit miktarda artırmak
  3. Kaynakları kendi aralarında eşit miktar uzaklaştırmak

Seçenekler:
A) Yalnız I
B) I ve II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

Cevap ve Açıklama:

► Bir noktada düğüm (node) oluşması için, o noktanın iki kaynaktan aldığı dalgaların yol farkı (n + 1/2)·λ gibi bir değer olmalıdır (yıkıcı girişim).
► Bir noktada dalga katarı (antinode) oluşması için ise, o noktanın iki kaynaktan aldığı dalgaların yol farkı n·λ biçiminde olmalıdır (yapıcı girişim).

P noktasından 2. düğüm geçerken yol farkı örneğin
(2 + 1/2)λ = (5/2)λ şeklinde olabilir.

Bu noktanın 2. dalga katarına (yapıcı girişime) dönüşmesi için yol farkının tam kat olan 2λ ya da sonraki tam katlara (3λ, 4λ …) dönmüş olması gerekir. Kısacası, P’nin dalgaları alma şekli değişecek kadar sistemin dalga boyu (λ) veya kaynakların konumları değişmelidir.

  1. Su Derinliğini Azaltmak: Dalga leğenindeki su derinliği azalınca dalganın hızı (v) azalır. Aynı frekansta çalışmaya devam eden kaynaklar için λ = v / f formülünden dalga boyu da azalır. Dalga boyunun değişmesi, girişim deseninde nodal (düğüm) ve antinodal (katar) çizgilerin yerlerini de değiştirir. Böylece P noktasından geçen çizgi bir düğüm çizgisinden dalga katarına dönüşebilir.

  2. Kaynakların Frekansını Eşit Miktar Artırmak: Su derinliği sabit kalırsa dalganın hızı (v) değişmez fakat frekans (f) yükselir. Bu durumda yine λ = v / f azalır. Dalga boyu değiştikçe girişim deseninde düğüm-katar çizgileri başka konumlara kayabileceğinden, P noktasında da düğüm çizgisinin yerine katar çizgisi geçebilir.

  3. Kaynakları Merkez Doğrultusuna Dik Doğrultuda Eşit Uzaklaştırmak: İki nokta kaynağın arasındaki uzaklık arttığında, P noktasının S₁ ve S₂’ye olan yol farkı değişir. Yol farkındaki bu artma/azalma, P’deki girişimin yapıcıdan yıkıcıya (veya tam tersi) dönüşmesine neden olabilir. Böylece P noktasının eskiden düğüm iken yeni durumda katar konumuna geçmesi mümkündür.

Dolayısıyla tek başına her bir değişiklik, dalga boyu veya kaynaklar arası konum farkını yeterince etkileyip P noktasında gözlemlenen girişimi düğümden katar çizgisine çevirebilir.

Bu nedenle doğru seçenek
E) I, II ve III
olmaktadır.

@Sureyya