Buradasın
12. Sınıf Fizik Dersi: Fotoelektrik Etki ve Görelilik Problemleri
youtube.com/watch?v=YlNcnhr0uikYapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Anadolu Lisesi ve Fen Lisesi öğrencileri için hazırlanmış bir fizik eğitim içeriğidir.
- Video, 12. sınıf fizik dersinin ikinci dönem yazılı sınavına hazırlık amacıyla fotoelektrik etki, görelilik ve fotonlar konularını kapsamaktadır. İçerikte ışık hızı, uzunluk büzülmesi, ışıma şiddeti, dalga boyu ilişkisi, fotosel devre, fotoelektrik etki, manyetik rezonans cihazı, kararlılık kuşağı, miyomlar, Einstein'ın özel görelilik ilkeleri ve Debroglie dalga boyu gibi konular ele alınmaktadır.
- Video ayrıca fotoelektrik devrelerde akım-gerilim grafiklerinin çizimi, radyoaktif bozunum ve ikizler paradoksu gibi konuları da içermektedir. Son bölümde ise fotoelektrik olayın günlük hayattaki uygulamaları ve fotosellerin çeşitli alanlardaki kullanım alanları (musluk hijyeni, sokak lambaları, matbaacılık, hırsız alarmları, otomatik kağıt havlu makineleri, para sayma makineleri, fotoğraf makineleri, güneş ışığına göre açılıp kapanan perdeler, asansörleri durduran sistem, bacalarda duman yoğunluğunun ölçülmesi) anlatılmaktadır.
- 00:11Fizik Örnek Soruları
- Anadolu Lisesi 12. sınıf fizik örnek senaryo çözümleri sunulmaktadır.
- İşıma şiddeti ve dalga boyu ilişkisi grafikleri kullanılarak cisimlerin sıcaklıkları karşılaştırılmaktadır.
- Fotosel devrelerde ampermetrede okunan değeri azaltmak için katotun yüzeyine düşürülen ışığın şiddeti veya enerjisinin azaltılması önerilmektedir.
- 02:54Fotoelektrik Etki ve Fotonlar
- Sodyum, çinko ve bakır levhalarından koparılan elektronların maksimum kinetik enerjileri ile gelen fotonun frekansı arasındaki ilişki incelenmektedir.
- Bir kamptan saçılması olayında, saçılan fotonun enerjisinin saçılan elektronun enerjisinin dört katı olduğu hesaplanmaktadır.
- Fotonların genel özellikleri: boşlukta ışık hızıyla hareket eder, kütlesi ve durgun enerjileri yoktur, elektrikçe yüküz olduklarından elektrik ve manyetik alandan etkilenmezler.
- 08:22MR Cihazı ve Kararlılık Kuşağı
- MR cihazının çalışma prensibi, organ ve dokularda bulunan su moleküllerinin içindeki protonları geçici olarak yönlendirerek dokunun görüntüsünü oluşturmaktadır.
- MR cihazlarına metal eşyalar ile girilmesi uygun değildir çünkü metal eşyalar cihaza doğru hareket ederek görüntülemeyi etkiler.
- Elementlerin kararlılık kuşağına geçiş, K çekirdeğinde nötronun protona dönüşmesiyle (beta bozunumu), L çekirdeğinde protonun nötrona dönüşmesiyle (beta artı bozunumu) gerçekleşir.
- 10:44Miçonlar ve Özel Görelilik
- Miçonlar, atmosferin üst katmanlarında oluştuğunda sıfır virgül yirmi mikro saniye ömre sahip kararsız parçacıklardır ve teoride bozulmaya uğramadan altı yüz metre yol alabilirler.
- Sıfır virgül doksan dokuz c'lik hıza ulaşan miçonların yeryüzüne inerek yaklaşık on bin dörtyüz metre yol katlaması, Einstein'ın özel görelilik kuramına göre zaman genişlemesi etkisiyle açıklanmaktadır.
- Fotoelektrik devrelere 1550 angstrom dalga boylu ışınlar gönderildiğinde, K ve L metalinin eşik gerilimleri sırasıyla 5 volt ve 4 volt olarak hesaplanmıştır.
- 15:20Elektron Devresi ve Kesme Potansiyeli
- L için kesme potansiyeli 4 volt, K için kesme potansiyeli 5 volt olarak verilmiştir.
- Işık şiddetlerinin eşit olması, KVL ışınlarından elde edilen maksimum akımların eşit olması anlamına gelir.
- K'den kopan elektronlar L'den kopan elektronlara göre daha hızlı levhadan ayrılıyorlar ve I(K) > I(L) olmalıdır.
- 16:36Radyoaktif Bozunum
- X çekirdeği arka arkaya iki beta, iki alfa ve bir gama ışıması yapar.
- İki beta ışıması sonucunda kütle numarası aynı kalırken atom numarası iki azalır.
- İki alfa ışıması sonucunda kütle numarası 8 azalırken atom numarası 6 azalır ve çekirdeğin enerjisi de azalır.
- 19:05İkizler Paradoksu
- Ahmet uzay seyahatine çıkmakta, seyahat dünyada kalan Mehmet için yaklaşık 40 yıl sürer.
- Seyahat bitiminde Mehmet 60 yaşında iken Ahmet 30 yaşındadır.
- Işık hızına yakın bir hızla hareket eden bir nesne için zaman, durgun gözlemci tarafından hareketsiz sistemdeki nesneye göre daha yavaş akar (zaman genişlemesi).
- 20:04Işıma ve Dalga Boyu
- X, Y ve Z cisimlerinin maksimum dalga boyları grafikte belirtilmiştir.
- Dalga boyları en büyük değeri λz, daha sonra λy ve en küçük değer λx olarak sıralanır.
- Bir ışımanın dalga boyu frekansıyla ters orantılı olduğundan, frekanslar sıralaması fx > fy > fz olur.
- 21:01Fotoelektrik Devre
- Fotoelektrik devrede katot metali üzerine ışık ışınları gönderilince devredeki ampermetre akım geçtiğini gösteriyor.
- Ampermetrede okunan değeri azaltmak için katodun yüzeyine düşürülen ışığın şiddeti azaltılabilir veya katot ve anot levhaları arası uzaklık artırılabilir.
- Katotun yüzeyine düşürülen fotonların enerjisi azaltılabilir.
- 21:49Kesme Gerilimi Hesaplama
- Katot metalinin bağlanma enerjisi 2,20 elektron volt olan bir fotoelektrik devresinde kesme gerilimi hesaplanmaktadır.
- Einstein'ın fotoelektrik denklemine göre E(foton) = E(eşik) + E(kinetik) şeklinde ifade edilir.
- Kesme potansiyeli 8,80 volt olarak bulunur.
- 23:48Compton Saçılması
- Compton saçılmasında saçılan fotonun gelen fotona göre dalga boyu büyüktür.
- Saçılan fotonun momentumu, gelen fotonun momentumundan küçüktür.
- Çarpışma sırasında fotonun kaybettiği enerji elektrona kinetik enerji olarak aktarıldığından toplam enerji korunur.
- 24:40De Broglie Dalga Boyu
- De Broglie dalga boyu λ olan bir parçacığın kinetik enerjisi E'dir.
- Kütlesi 3m olan parçacığın De Broglie dalga boyu 2λ olduğunda, kinetik enerjisi E/12 olarak bulunur.
- 26:37Radyoaktif Bozunum
- Kararsız radyoaktif kurşun-212 çekirdeğinin iki farklı şekilde kararlı çekirdeğe dönüşebileceğini gösteren bir model incelenmektedir.
- İki numaralı çekirdekte proton sayısı 81, nötron sayısı 127 olup nötron-proton sayısı 46'dır.
- Üç numaralı çekirdekte proton sayısı 84, nötron sayısı 128 olup nötron-proton sayısı 44'tür ve ağır çekirdeklerde nötron sayısının fazla olması kararlılığı arttırır.
- 29:18Görelilik ve Uzunluk Büzülmesi
- Silindir şeklindeki bir cisim merkez ekseninden geçen doğrultuda ışık hızına yakın bir hızla hareket etmektedir.
- Işık hızına yakın hızlarda hareket eden cisimlerin uzunluklarında büzülmeler hareket doğrultusundaki uzunluklarda gerçekleşir.
- Silindirin boyu durgun haldeki uzunluğuna göre daha kısa olarak algılanırken, yarıçapında herhangi bir değişiklik olmaz.
- 30:06Fotonların Genel Özellikleri
- Fotonlar boşlukta ışık hızıyla hareket eder ve Higgs alanıyla etkileşmedikleri için kütlesi ve durgun enerjileri yoktur.
- Kütlesi olmamasına rağmen fotonlar elektronlar gibi kütleli parçacıklarla etkileşime girebilir ve enerji ve momentumları vardır.
- Fotonlar elektrikçe yüzsüz olduklarından elektrik alanından ve manyetik alandan etkilenmez, ışıma yayınlandığında oluşur ve sorulduğunda yok olur.
- 30:56Fotoelektrik Devreler ve Foton Enerjisi
- Katot metali olarak aynı yüzey alanına sahip K ve L metalleri kullanılan iki fotoelektrik devrede, eşit ışık şiddetine sahip 1550 angstrom dalga boylu paralel ışın demetleri gönderiliyor.
- Fotonun enerjisi E_foton = (hc/λ) bağlantısıyla bulunabilir, burada hc değeri 12400 elektron volt angstrom olarak verilmiş.
- K ve L metalleri için eşik enerjileri hesaplanarak, K için 5 volt, L için 4 volt kesme potansiyeli bulunmuştur.
- 34:33Fotoelektrik Olayın Günlük Hayatta Kullanımı
- Fotoelektrik olayın en önemli parçası fotosellerdir; fotoseller, üzerine düşen ışığı soğurarak elektrik akımına çeviren optoelektronik aygıtlardır.
- Günlük hayatta fotoseller musluklarda hijyenin sağlanması, sokak lambalarının gün ışığına göre parlaklık ayarının yapılması, matbaacılıkta renklerin ayrılması gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
- Hırsız alarmları, açılır kapanır kapı sistemleri, otomatik kağıt havlu makineleri, para sayma makineleri, fotoğraf makinelerinin pozometreleri gibi cihazlarda da fotoseller kullanılmaktadır.