Dalgalar ve Optik: alıştırma soruları ve sınav soruları

Salınımlar ve dalgalar: dalga sürati, ses ve desibel, Doppler etkisi, iplerde ve borularda duran dalgalar, kırılma ve toplam iç yansıma, mercekler ve aynalar, girişim ve kırınım. Çoğu sınav sorusu, doğru birimler ve işaretlerle dikkatle kullanılan tek bir temel bağıntı gerektirir.

Hızlı tekrar paketi (PDF)Formül kâğıtları, yöntem adımları ve tam çözümlü alıştırma soruları, yazdırmaya hazır.

Bu dersteki konular

  1. Yaylar ve sarkaçlaryaydaki kütle · sarkaç · hız, ivme ve enerjihesaplamalar
  2. Dalgalar, ses ve optikdalga sürati, ses düzeyi ve kırılma · duran dalgalar, mercekler ve Doppler · girişim, kırınım ağları, aynalar ve liflerhesaplamalar

Dalgalar ve Optik için sınav ipuçları

  • Her açıyı normalden ölçün, asla yüzeyden değil.
  • Her mercek ya da ayna probleminin yanına işaret kuralını yazın: ıraksak mercekler ve tümsek aynalar için f < 0, sanal görüntüler için dᵢ < 0.
  • Bir girişim formülünü kullanmadan önce nm, mm ve cm’yi metreye çevirin.

Çözümlü örnekler

Yaylar ve sarkaçlarKolay
3,2 kgk = 210 N/m

Yay sabiti 210 N/m olan bir yaya bağlı 3,2 kg’lık bir kütle sürtünmesiz bir yüzeyde salınıyor. Periyot T değerini bulun.

m = 3,2 kgk = 210 N/m

İstenen: T (s)

İpuçlarını göster
  1. Kütle–yay sisteminin periyodu genliğe bağlı değildir.
  2. T = 2π·√(m/k).
  3. √(m/k) = 0,1234 s.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Basit harmonik hareket: k sertlikli bir yaya bağlı m kütlesi ω = √(k/m) açısal frekansı ve T = 2π/ω = 2π·√(m/k) periyoduyla salınır. L uzunluğundaki basit sarkaç için T = 2π·√(L/g). A genliğiyle en büyük hız A·ω, en büyük ivme A·ω² ve enerji ½·k·A²’dir.

Periyot

T = 2π·√(3,2/210) = 0,7756 s

Cevap

T = 0,7756 s
Dalgalar, ses ve optikOrta
L = ?n = 3

İki ucu açık bir boru için 3. harmonik frekansının 686 Hz olması gerekir. Ses sürati 343 m/s’dir. Borunun uzunluğunu, L, bulun.

v = 343 m/sn = 3f3 = 686 Hz

İstenen: L (m)

İpuçlarını göster
  1. f = n·v/(2L).
  2. L için çözün.
  3. λ = v/f = 0,5 m.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Duran dalgalar ve Doppler etkisi: iki ucu sabit bir ip ya da iki ucu açık bir boru içine tam sayıda yarım dalga boyu sığdırır: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … Bir ucu kapalı bir borunun kapalı ucunda düğüm, açık ucunda karın vardır: L = nλ/4, yalnızca tek n ile, fn = n·v/(4L). Kaynak ya da gözlemci aralarındaki doğru boyunca hareket ettiğinde f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): birbirine doğru hareket için üstteki işaretleri kullanın. Frekansları yaklaşık eşit iki dalga |f₁ − f₂| frekansıyla vurum yapar.

Dalga boyu

λ = v/f = 343/686 = 0,5 m

Uzunluk

L = nλ/2 = 3·0,5/2 = 0,75 m

Cevap

L = 0,75 m

Çalışma nasıl işler

  • “Bu dersi çalış”, gerçek bir sınavdaki gibi tüm konulardan karışık sorular getirir.
  • Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
  • Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
  • Deneme sınavları süreli ve ipuçsuzdur; sonunda puanınızı ve tam bir değerlendirmeyi görürsünüz.

Bu dersin hesaplayıcıları

İlgili dersler