DALGALARDA KIRINIM, GİRİŞİM VE DOPPLER OLAYI

Derinliği sabit olan leğende su dalgalarının dalga boyu yarık genişliğinden büyük ya da en azından eşit ise dalgalar eğriselleşerek gider. Bu eğriselleşme olayına kırınım denir.

Eğer yarık genişliği su dalgalarının dalga boyundan büyük ise dalgalar kırınıma uğramaz.

Sabit derinlikli leğende iki kaynaktan çıkan dalgalar girişim oluşturur. Tepe tepe ya da çukur çukur girişimine katar denir. Karın hareketli noktalar ya da maksimum genlikli noktalar da denilir.

Tepe — çukur ya da çukur — tepe girişimine düğüm denir. Minimum genlikli noktalar ya da durağan noktalar da denilir.

Işık dalgaları su dalgalarının karın ve düğüm çizgileri oluşturmasına benzer aydınlık ve karanlık saçaklar oluşturur. Işık dalgalarında girişimin gözlenebilmesi için girişen iki dalganın aynı fazda olması gerekir. Faz farkı girişim çizgilerinin yerini hızla değiştirdiğinden böyle bir durumda girişim deseni görülmez.

Çift Yarıkta Girişim (Young Deneyi)

Aynı fazda ışık üreten ışık kaynağı bulmak hemen hemen imkânsızdır. Bu nedenle ışığın girişimini gözlemek için bir ışık kaynağının ışığı iki yarıkta kırınıma uğratıp girişim yapması sağlanır.

(AS: Aydınlık saçak, KS: Karanlık saçak)

Çift yarıkla girişim düzeneği şekildeki gibidir. Bu düzenek gerçek boyutlardan farklı çizilmiştir. Yarıklar arası uzaklık d, yarıklar düzleminin perdeye uzaklığı L’ye göre oldukça küçüktür. Bu durumda perdedeki herhangi bir noktanın yarıkların ortasına uzaklığı hemen hemen yarıklar düzlemi ile perde arasındaki uzaklık gibidir.

7. Dalgaların frekans ve dalga boyunun değişmesi, merkezi aydınlık saçağın yerini değiştirmez. Fakat saçak aralığını etkiler. Bu durumda saçakların yerleri değişir. Örneğin mor ışıkla yapılan girişim deneyinde 3. aydınlık saçağın oluştuğu yerde, kırmızı ışıkla yapılan deneyinde 2. karanlık saçak oluşur.

Doğrusal su dalgalarının dar bir aralığı geçerken büküldüğünü bunun su dalgalarının kırınımı olduğu önceki bölümlerde incelendi. Kırınımın belirgin biçimde görünmesi için yarık genişliğinin su dalgalarının dalga boyuna yakın yada küçük olması gerekir. Bu özellikteki bir yarığa düz bir dalga cephesi (paralel ışınlı ışık demeti gelirse bu yarığı geçen ışık yarıktaki her bir noktadan aynı fazda yayılan ışıklar gibi davranır.

Aynı fazda titreşen kaynaklardan çıkan dalgalar yarığın orta dikmesi üzerindeki her noktaya eşit yollar alarak varırlar. Işık dalgaları girişim yaparak perde üzerinde aydınlık ve karanlık girişim saçakları oluştururlar.

Şekilde, genişliği w olan bir tek yarıkla oluşmuş girişim deseni görülmektedir. Koyu (siyah) bölgeler karanlık, açık (beyaz) bölgeler ise aydınlık saçakları temsil etmektedir. Merkezi aydınlık saçak, diğer saçaklardan daha geniştir. Ayrıca, merkezi saçak aralığı, diğer saçakların aralığının iki katıdır.

b) Merkezi aydınlık saçağın yeri, K1 ile K2 aralığındaki noktasal kaynaklar, K2 ile K3 aralığındaki noktasal kaynaklara göre gecikmeli çakışacağından merkezi aydınlık saçağı 1 yönünde kaydırmak isteyecektir. Fakat geometrik yol farkı da 2 yönünde kaydırmak isteyecektir. Bu iki etkinin büyüklük durumuna göre A0 merkezi yerinde kalabileceği gibi, 1 veya 2 yönünde de kayabilir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

---

Soru 1:
Bir dalga dar bir açıklıktan geçerken kırınıma uğruyor. Dalganın kırınıma uğrama miktarı hangi faktöre bağlıdır?

A) Dalga boyunun açıklık genişliğine oranına
B) Dalganın frekansına
C) Dalganın hızına
D) Dalga enerjisine

Çözüm:
Dalganın kırınıma uğrama miktarı, dalga boyunun açıklık genişliğine oranına bağlıdır. Dalga boyu açıklık genişliğine yakınsa kırınım daha belirgin olur.
Doğru Cevap: A

---

Soru 2:
Bir su dalgası iki dar açıklıktan geçerek girişim desenleri oluşturuyor. Girişim deseninde, dalgaların çukur ile çukur veya tepe ile tepe birleştiği noktalarda hangi durum oluşur?

A) Yapıcı girişim
B) Yıkıcı girişim
C) Kırınım
D) Doppler etkisi

Çözüm:
Tepe ile tepe veya çukur ile çukur birleştiğinde yapıcı girişim meydana gelir ve dalga genliği artar.
Doğru Cevap: A

---

Soru 3:
Bir ses kaynağı, gözlemciye yaklaşırken gözlemcinin algıladığı frekans nasıl değişir?

A) Sabit kalır.
B) Azalır.
C) Artar.
D) Önce artar sonra azalır.

Çözüm:
Bir ses kaynağı gözlemciye yaklaşırken dalga boyu kısalır ve frekans artar. Bu Doppler olayının bir sonucudur.
Doğru Cevap: C

---

Soru 4:
Bir dalga kaynağı durağan bir gözlemciden uzaklaşırken Doppler etkisi nedeniyle gözlemcinin algıladığı dalga boyu nasıl değişir?

A) Azalır.
B) Artar.
C) Sabit kalır.
D) Önce azalır sonra artar.

Çözüm:
Kaynak uzaklaştığında dalga boyu uzar ve bu nedenle frekans azalır.
Doğru Cevap: B

---

Soru 5:
İki hoparlör su yüzeyine dalga gönderiyor ve girişim deseni oluşuyor. İki dalga aynı fazda ve aynı genlikte üretiliyor. Eğer hoparlörler arasındaki mesafe, dalga boyunun tam katıysa gözlemci hangi durumu gözlemler?

A) Yapıcı girişim
B) Yıkıcı girişim
C) Kırınım
D) Doppler etkisi

Çözüm:
Hoparlörler arasındaki mesafe dalga boyunun tam katı olduğunda dalgalar yapıcı girişim yapar ve gözlemci maksimum genlikte bir dalga gözlemler.
Doğru Cevap: A