FEN BİLİMLERİFEN ve TEKNOLOJİ

Konu AnlatımıÖzgün Sorular

Ayrıntılı ÇözümlerTest Stratej"ler"Çıkmış Sorular

FİZİK

ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ TESTİ

ÖABT

Soruları yakalayankomisyon tarafından

hazırlanmıştır.

Soruları yakalayankomisyon tarafından

hazırlanmıştır.

ÖABT2015

KOMİSYONÖABT Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği 1. Kitap (Fizik)

ISBN 978-605-364-957-1

Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir.

© Pegem AkademiBu kitabın basım, yayın ve satış hakları

Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir.Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri,kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıtya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz.

Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır.Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında

yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınlarısatın almamasını diliyoruz.

3. Baskı: Şubat 2015, Ankara

Proje-Yayın Yönetmeni: Ayşegül EROĞLUDizgi-Grafik Tasarım: Merve KOŞAR

Kapak Tasarımı: Gürsel AVCI

Baskı: Sonçağ Yayıncılık Matbaacılık Reklam San Tic. Ltd.Şti. İstanbul Cad. İstanbul Çarşısı 48/48 İskitler -

Ankara0312 341 36 67 0535 292 34 31

Ya yıncı Sertifika No: 14749 Matbaa Sertifika No:25931

İletişim

Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARAYayınevi: 0312 430 67 50 - 430 67 51

Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60Dağıtım: 0312 434 54 24 - 434 54 08

Dağıtım Belgeç: 0312 431 37 38Hazırlık Kursları: 0312 419 05 60

İnternet: www.pegem.netE-ileti: pegem@pegem.net

ÖN SÖZ

Sevgili Öğretmen Adayları,

ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ Konu anlatımlı setimiz dört kitap hâlinde düzenlenmiştir. Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji 1. Kitap" adlı yayınımız Alan Bilgisi Fizik bölümünü kapsamaktadır ve Kamu Personel Seçme Sınavı (KPSS) Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Alan Bilgisi Testi kapsamındaki fi zik sorularını çözmek için gerekli bilgi, beceri ve teknikleri edinme ve gelitirme sürecinde siz değerli öğretmen adaylarımıza kı-lavuz olarak hazırlanmıştır.

Kitabın hazırlanış sürecinde, sınav kapsamındaki temel alanlarda kapsamlı alanyazın tara-ması yapılmış, bu kitabın gerek ÖABT’de gerekse gelecekteki meslek hayatınızda ihtiyacınızı maksimum derecede karşılayacak bir başucu kitabı niteliğinde olması hedefl enmiştir.

Detaylı, güncel ve anlaşılır bir dilde yazılan konu anlatımları, çıkmış sorular ve detaylı açık-lamalarıyla desteklenmiş, her ünite içeriği ÖSYM formatına uygun, çözümlü test sorularıyla pekiştirilmiştir. Ayrıca konu anlatımlarında verilen bilgi ve çözüm tekniklerine ek olarak uya-rı kutucuklarıyla önemli konulara dikkat çekilmiştir.

Yoğun bir araştırma ve çalışma sürecinde hazırlanmış olan bu kitapla ilgili görüş ve önerilerinizi pegem@pegem.net adresini kullanarak bizimle paylaşabilirsiniz.

Geleceğimizi güvenle emanet ettiğimiz siz değerli öğretmenlerimizin hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerine katkıda bulunabilmek ümidiyle...

Başarılar...

FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖABT İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER

ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMENLİĞİ, 50 sorudan oluşmakta ve Fen Bilimleri / Fen ve Tek-noloji Öğretmenliği Alan Bilgisi (Fizik, Kimya, Biyoloji, Yer Bilimi, Astronomi, Çevre Bilimi) ve Alan Eğitimi alanlarındaki bilgi ve becerilerini ölçmeyi hedeflemektedir.

Öğretmenlik Alan Bilgisi Testinde çıkan sorular, Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Lisans Programlarında ve-rilen akademik disiplinlere paralel olarak hazırlanmaktadır. Sınavdaki Alan Soru dağılımı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.

Genel Yüzde Yaklaşık Yüzde Soru Sayısı

Alan Bilgisi Testi % 80 1 - 40

a. Fizik

b. Kimya

c. Biyoloji

d. Yer Bilimi (Jeoloji)

e. Astronomi

f. Çevre Bilimi

% 24

% 22

% 22

% 4

% 4

% 4

1 - 12

13 - 23

24 - 34

35 - 36

37 - 38

39 - 40

Alan Eğitimi Testi % 20 41 - 50

Genel Kültür, Genel Yetenek ve Eğitim Bilimleri Sınavlarınıza ek olarak gireceğiniz Öğretmenlik Alan Bilgisi Testi ile ilgili verilen bu bilgiler 2013 - 2014 Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji ÖABT sınavı çerçevesinde hazırlanmıştır. Sınav içeriğinde yapılabilecek olası değişiklikleri ÖSYM'nin web sitesinden takip edebilirsiniz.

İÇİNDEKİLER

ALAN BİLGİSİ

1. BÖLÜM: FİZİĞİN UĞRAŞ ALANIFiziğin Uğraş Alanı .........................................................................................................................................................4

Mekanik ................................................................................................................................................................4

Termodinamik ........................................................................................................................................................4

Manyetizma ...........................................................................................................................................................4

Optik ......................................................................................................................................................................4

Elektrik ...................................................................................................................................................................4

Katı Hâl Fiziği.........................................................................................................................................................4

Atom Fiziği .............................................................................................................................................................4

Nükleer Fizik ..........................................................................................................................................................4

Fiziğin Doğası .................................................................................................................................................................5

Temel ve Türetilmiş Büyüklükler ...........................................................................................................................5

Ölçmede Hata .......................................................................................................................................................6

Skaler ve Vektörel Büyüklükler .............................................................................................................................6

Hipotez ..................................................................................................................................................................6

Bilimsel Teori ve Yasa ...........................................................................................................................................7

Çözümlü Test ..............................................................................................................................................................8

Çözümler .................................................................................................................................................................. 11

2. BÖLÜM: VEKTÖRLERVektörler ........................................................................................................................................................................14

Kuvvet Birimleri ...................................................................................................................................................14

Kuvvetlerin Toplanması .......................................................................................................................................15

Eşit Büyüklükte Kesişen İki Kuvvet Arasındaki Açı..............................................................................................16

Çokgen Yöntemi .................................................................................................................................................16

Bileşenlerine Ayırma Yöntemi ............................................................................................................................17

Birim Vektör .........................................................................................................................................................18

İki Vektörün Skaler Çarpımı ................................................................................................................................19

Vektörel Çarpım ..................................................................................................................................................19

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................21

Çözümler ..................................................................................................................................................................25

3. BÖLÜM: KESİŞEN KUVVETLERİN DENGESİKesişen Kuvvetlerin Dengesi ......................................................................................................................................30

Lami Teoremi ......................................................................................................................................................30

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................32

Çözümler ..................................................................................................................................................................36

vi

4. BÖLÜM: MADDE VE ÖZELLİKLERİMadde ve Özellikleri .....................................................................................................................................................40

Maddelerin Ortak Özellikleri ................................................................................................................................40

Görülebilen ve Hissedilebilen Maddeler ..............................................................................................................40

Maddenin Hâlleri ..................................................................................................................................................40

Maddelerin Değişimi ...........................................................................................................................................40

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri ...........................................................................................................................41

Karışımların Özkütlesi..........................................................................................................................................41

Özel Durumlar......................................................................................................................................................42

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................43

Çözümler ..................................................................................................................................................................47

Dayanıklılık ...................................................................................................................................................................50

Doğada ve Çevremizde Yüzey Alanı - Hacim İlişkileri ..............................................................................................51

Sıvılar ..................................................................................................................................................................51

Adezyon (Yapışma Kuvveti) ................................................................................................................................51

Kohezyon Kuvveti ...............................................................................................................................................52

Yüzey Gerilimi .....................................................................................................................................................52

Kılcallık Olayı ......................................................................................................................................................53

Atmosfer .............................................................................................................................................................53

Atmosferin Önemi ...............................................................................................................................................53

Atmosferin Özellikleri ..........................................................................................................................................53

Atmosferde Denge ..............................................................................................................................................53

Gazlar ve Kullanım Alanları ................................................................................................................................54

Plazma ................................................................................................................................................................55

Plazmanın Özellikleri ..........................................................................................................................................55

Kutup Işıkları .......................................................................................................................................................55

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................56

Çözümler .................................................................................................................................................................. 59

5. BÖLÜM: BASINÇBasınç ............................................................................................................................................................................62

Katıların Basıncı .................................................................................................................................................62

Eğik Düzlemde Cismin Basıncı ...........................................................................................................................63

Durgun Sıvıların Basıncı .....................................................................................................................................64

Sıvı Basınç Kuvveti .............................................................................................................................................65

Yan Yüzeylere Uygulanan Sıvı Basınç Kuvveti ..................................................................................................66

Pascal Prensibi ...................................................................................................................................................66

U Borusu ............................................................................................................................................................67

Akışkanların Basıncı ............................................................................................................................................67

Açık Hava Basıncı ..............................................................................................................................................68

Kapalı Kaplardaki Gazların Basıncı ...................................................................................................................69

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................70

Çözümler ..................................................................................................................................................................74

vii

6. BÖLÜM: SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİSıvıların Kaldırma Kuvveti ...........................................................................................................................................78

Yüzen Cisimler ....................................................................................................................................................78

Askıda Kalan Cisimler .........................................................................................................................................78

Batan Cisimler ....................................................................................................................................................79

Birbirine Karışmayan Sıvılarda Kaldırma Kuvveti ...............................................................................................80

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................81

Çözümler ..................................................................................................................................................................86

7. BÖLÜM: ISI VE SICAKLIKIsı ve Sıcaklık ................................................................................................................................................................90

Termometre..........................................................................................................................................................90

Sıvılı Termometreler ............................................................................................................................................91

Metal Termometreler ...........................................................................................................................................91

Gazlı Termometreler ...........................................................................................................................................91

Sıcaklık Değişimi .................................................................................................................................................91

Isı Alış-Verişi .......................................................................................................................................................92

Hâl Değişimi ........................................................................................................................................................93

Erime ve Donma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler ...............................................................................................95

Kaynama ve Yoğunlaşma ....................................................................................................................................95

Buharlaşma..........................................................................................................................................................95

Çözümlü Test ............................................................................................................................................................96

Çözümler ..................................................................................................................................................................99

Genleşme ...................................................................................................................................................................101

Boyca Genleşme ..............................................................................................................................................101

Yüzeyce Genleşme ...........................................................................................................................................101

Hacimce Genleşme ..........................................................................................................................................102

Sıvıların Genleşmesi .........................................................................................................................................102

Isının Yayılması ................................................................................................................................................103

Isı İletim Yolu ....................................................................................................................................................104

Isı Yalıtımı .........................................................................................................................................................105

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................106

Çözümler ................................................................................................................................................................ 110

8. BÖLÜM: TORK (MOMENT)Tork (Moment) ............................................................................................................................................................. 114

Sağ El Kuralı ..................................................................................................................................................... 114

Çözümlü Test .......................................................................................................................................................... 116

Çözümler ................................................................................................................................................................121

viii

9. BÖLÜM: AĞIRLIK VE KÜTLE MERKEZİAğırlık ve Kütle Merkezi .............................................................................................................................................128

Kararlı ve Kararsız Denge ................................................................................................................................130

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................131

Çözümler ................................................................................................................................................................135

10. BÖLÜM: BASİT MAKİNELERBasit Makineler ...........................................................................................................................................................140

Kaldıraçlar .........................................................................................................................................................140

Makaralar ..........................................................................................................................................................141

1. Sabit makara .................................................................................................................................................141

2. Hareketli Makara ...........................................................................................................................................141

Eğik düzlem ......................................................................................................................................................142

Çıkrık .................................................................................................................................................................143

Kasnaklar ..........................................................................................................................................................143

Dişliler ...............................................................................................................................................................143

Vida ...................................................................................................................................................................144

Eşit Kollu Teraziler ............................................................................................................................................144

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................145

Çözümler ................................................................................................................................................................150

11. BÖLÜM: HAREKETHareket .......................................................................................................................................................................156

Düzgün Doğrusal Hareket ................................................................................................................................157

Düzgün Hızlanan Doğrusal Hareket .................................................................................................................159

Düzgün Yavaşlayan Doğrusal Hareket .............................................................................................................161

Ortalama Hız .....................................................................................................................................................162

Ani Hız (Anlık Hız) ............................................................................................................................................162

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................164

Çözümler ................................................................................................................................................................168

Bağıl Hareket ..............................................................................................................................................................172

Nehir Problemleri ..............................................................................................................................................172

Nehirde Karşı Kıyıya Geçme ............................................................................................................................173

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................176

Çözümler ................................................................................................................................................................180

12. BÖLÜM: YERYÜZÜNDE HAREKETYeryüzünde Hareket ...................................................................................................................................................184

Atışlar ................................................................................................................................................................184

Hava Direnci ve Limit Hız .................................................................................................................................185

Limit Hız Bağıntısı .............................................................................................................................................186

Düşey Atış ........................................................................................................................................................186

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................190

Çözümler ................................................................................................................................................................193

ix

Yatay Atış ...................................................................................................................................................................196

Eğik Atış ............................................................................................................................................................198

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................200

Çözümler ................................................................................................................................................................204

13. BÖLÜM: DİNAMİKDinamik........................................................................................................................................................................210

Güçlü Nükleer (Yeğin Çekirdek) Kuvvet ...........................................................................................................210

Zayıf Nükleer (Zayıf Çekirdek) Kuvvet ..............................................................................................................210

Elektromanyetik Kuvvet ....................................................................................................................................210

Kütle Çekim Kuvveti ..........................................................................................................................................210

Newton'un Hareket Kanunları ........................................................................................................................... 211

Sürtünme Kuvveti ..............................................................................................................................................214

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................218

Çözümler ................................................................................................................................................................222

14. BÖLÜM: ÇEMBERSEL HAREKETÇembersel Hareket .....................................................................................................................................................228

Periyot ...............................................................................................................................................................228

Frekans .............................................................................................................................................................228

Çizgisel Sürat ....................................................................................................................................................228

Açısal Sürat ......................................................................................................................................................228

Merkezcil İvme (av ) ............................................................................................................................................230

Merkezcil Kuvvet ...............................................................................................................................................231

Düşey Düzlemde Düzgün Çembersel Hareket ..................................................................................................235

Yuvarlanma Hareketi ........................................................................................................................................236

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................238

Çözümler ................................................................................................................................................................242

Kepler ve Newton'un Genel Çekim Kanunu .....................................................................................................246

Kepler Kanunları ...............................................................................................................................................246

Genel Çekim Kanunu ........................................................................................................................................247

Çekim Alanı ......................................................................................................................................................248

Yapma Uyduların Hareketleri ...........................................................................................................................249

Çekim Potansiyel Enerjisi ................................................................................................................................250

Bağlanma ve Kurtulma Enerjisi..........................................................................................................................250

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................252

Çözümler ................................................................................................................................................................255

15. BÖLÜM: BASİT HARMONİK HAREKETBasit Harmonik Hareket .............................................................................................................................................260

Genlik ................................................................................................................................................................260Uzanım .............................................................................................................................................................260Periyot ...............................................................................................................................................................260Frekans .............................................................................................................................................................260

x

Basit Harmonik Hareket Denklemleri ................................................................................................................261Uzanım .............................................................................................................................................................261Hız ....................................................................................................................................................................261İvme ..................................................................................................................................................................264Kuvvet ...............................................................................................................................................................264Yay Sarkacı .......................................................................................................................................................265Yayların Bağlanması .........................................................................................................................................266Basit Sarkaç ......................................................................................................................................................267Konik Sarkaç .....................................................................................................................................................268

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................270Çözümler ................................................................................................................................................................274

16. BÖLÜM: İŞ, GÜÇ VE ENERJİİş, Güç ve Enerji .........................................................................................................................................................278

Enerji .................................................................................................................................................................281

Yapılan İş ve Kinetik Enerji Değişimi ................................................................................................................281

Potansiyel Enerji ...............................................................................................................................................283

Yayın Potansiyel Enerjisi ..................................................................................................................................286

Dönen Bir Cismin Kinetik Enerjisi .....................................................................................................................286

Yenilenebilir ve Yenilenemez Enerji Kaynakları ................................................................................................289

Yenilenebilir Enerji Kaynakları ..........................................................................................................................289

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................291

Çözümler ................................................................................................................................................................295

17. BÖLÜM: İTME VE MOMENTUMİtme ve Momentum .....................................................................................................................................................300

İtme ...................................................................................................................................................................300

Momentum ........................................................................................................................................................302

İtme ile Momentum Arasındaki İlişki .................................................................................................................304

Çarpışmalar ......................................................................................................................................................307

Momentum Korunumu ......................................................................................................................................307

Enerjinin Korunumu ..........................................................................................................................................307

Hızların Korunumu ............................................................................................................................................307

Momentum ve Kinetik Enerji Arasındaki İlişki ................................................................................................... 311

Patlamalar .........................................................................................................................................................313

Roketler ............................................................................................................................................................314

Açısal Momentumun Korunumu .......................................................................................................................314

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................317

Çözümler ................................................................................................................................................................322

18. BÖLÜM: OPTİKOptik ............................................................................................................................................................................328

Işık Nedir? Nasıl Yayılır? ..................................................................................................................................328

Tam Gölge - Yarı Gölge ....................................................................................................................................328

Yansıma ............................................................................................................................................................329

Yansıma Kanunları ...........................................................................................................................................329

xi

Düzlem Ayna ....................................................................................................................................................329

Düzlem Aynada Görüntü ..................................................................................................................................330

Düzlem Aynanın Döndürülmesi ........................................................................................................................330

Düzlem Aynada Hız ..........................................................................................................................................331

Kesişen İki Düzlem Ayna Arasındaki Cismin Görüntü Sayısı ...........................................................................332

Paralel İki Düzlem Ayna Arasındaki Görüntü ....................................................................................................332

Görüş Alanı ......................................................................................................................................................332

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................334

Çözümler ................................................................................................................................................................339

Küresel Aynalar .........................................................................................................................................................342

Çukur Aynada Işınların Yansıması ...................................................................................................................342

Tümsek Aynada Işınların Yansıması ................................................................................................................343

Çukur Aynada Görüntü .....................................................................................................................................344

Tümsek Aynada Görüntü ..................................................................................................................................344

Çukur Aynada Bağıntılar ...................................................................................................................................345

Tümsek Aynada Bağıntılar ...............................................................................................................................345

Özel Durumlar ...................................................................................................................................................345

Çukur Aynada Görüntünün Yeri ........................................................................................................................345

Tümsek Aynada Görüntünün Yeri .....................................................................................................................345

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................347

Çözümler ................................................................................................................................................................351

Işığın Kırılması ...........................................................................................................................................................354

Kırılma ..............................................................................................................................................................354

Işığın Az Yoğun Ortamdan Çok Yoğun Ortama Geçişi .....................................................................................355

Işığın Çok Yoğun Ortamdan Az Yoğun Ortama Geçişi .....................................................................................355

Paralel Yüzlü Saydam Ortamdan Işınların Geçişi .............................................................................................356

Küresel Yüzeylerde Kırılma ..............................................................................................................................356

Prizmalarda Kırılma ..........................................................................................................................................357

Tam Yansımalı Prizmalar ..................................................................................................................................358

Görünür Derinlik ................................................................................................................................................358

Serap Olayı .......................................................................................................................................................359

Beyaz Işığın Renklere Ayrılması .......................................................................................................................360

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................365

Çözümler ................................................................................................................................................................369

Mercekler ....................................................................................................................................................................373

Bir Merceğin Odak Uzaklığı ..............................................................................................................................373

İnce Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması ..........................................................................................................374

Kalın Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması ........................................................................................................375

İnce Kenarlı Mercekte Görüntü .........................................................................................................................376

Kalın Kenarlı Mercek ........................................................................................................................................377

Merceklerde Bağıntılar ......................................................................................................................................377

Göz Kusurları ....................................................................................................................................................377

Aydınlanma .......................................................................................................................................................378

xii

Fotometreler .....................................................................................................................................................380

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................382Çözümler ................................................................................................................................................................387

19. BÖLÜM: ELEKTRİKElektrik.........................................................................................................................................................................392

Elektriklenme Çeşitleri ......................................................................................................................................392

Topraklanma .....................................................................................................................................................393

İletken Kürelerde Yük Paylaşımı .......................................................................................................................394

Elektroskop .......................................................................................................................................................395

Özel Durumlar ...................................................................................................................................................396

Coulomb Kuvveti ...............................................................................................................................................397Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................399Çözümler ................................................................................................................................................................404

Elektrik Alanı ..............................................................................................................................................................408

Eletrik Alan Çizgileri ..........................................................................................................................................409

Yüklü İletken Bir Kürenin Elektrik Alanı ............................................................................................................410

Faraday Kafesi ..................................................................................................................................................412

Elektrik Potansiyel Enerji ..................................................................................................................................412

Elektrik Potansiyeli ve Potansiyel Farkı ............................................................................................................413

Yüklü Bir Kürenin Potansiyeli ............................................................................................................................414

Ortak Potansiyel ...............................................................................................................................................415

Eş Potansiyel ....................................................................................................................................................416Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................417Çözümler ................................................................................................................................................................422

Paralel Levhalar .........................................................................................................................................................426

Sığaçlar .............................................................................................................................................................429

Sığaçların Bağlanması ......................................................................................................................................429

Sığaçların Seri Bağlanması ..............................................................................................................................429

Sığaçların Paralel Bağlanması .........................................................................................................................430

Yüklü Bir Kondansatörün Enerjisi .....................................................................................................................432Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................434Çözümler ................................................................................................................................................................439

Elektrik Akımı .............................................................................................................................................................444

Direnç ...............................................................................................................................................................444

Dirençlerin Bağlanması .....................................................................................................................................445

Elektromotor Kuvveti .........................................................................................................................................449

Pillerin Bağlanması ...........................................................................................................................................450

Pilin Ömrü .........................................................................................................................................................452

İki Nokta Arasındaki Potansiyel Farkının Bulunması ........................................................................................453

Zıt Elektromotor Kuvveti (ZEMK)'li Devreler .....................................................................................................455Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................457Çözümler ................................................................................................................................................................462

xiii

20. BÖLÜM: DALGALARDalgalar .......................................................................................................................................................................468

Titreşim Doğrultusuna Göre Dalgalar ...............................................................................................................468

Taşıdığı Enerjiye Göre Dalgalar ........................................................................................................................469

P - Dalgası ........................................................................................................................................................469

S - Dalgası ........................................................................................................................................................469

Love Dalgası .....................................................................................................................................................469

Rayleigh (Rayley) Dalgası ................................................................................................................................470

Depremin Büyüklüğü ........................................................................................................................................470

Ses Dalgası ......................................................................................................................................................471

Sesin Şiddeti .....................................................................................................................................................471

Sesin Frekansı (Yüksekliği) ..............................................................................................................................471

Sesin Tınısı .......................................................................................................................................................471

Sesin Yansıması ve Yankı ................................................................................................................................471

Sesin Kırılması ..................................................................................................................................................472

Doppler Olayı ....................................................................................................................................................472

Yay Dalgaları ....................................................................................................................................................474

Yansıma ve İletme ............................................................................................................................................475

İnce Yaydan Kalın Yaya Gönderilen Atma ........................................................................................................476

Kalın Yaydan İnce Yaya Gönderilen Atma ........................................................................................................477

Frekans Karıştırıcılar ........................................................................................................................................477

Kararlı Dalgalar .................................................................................................................................................477

Su Dalgaları ......................................................................................................................................................478

Doğrusal Su Dalgaları .......................................................................................................................................479

Dairesel Su Dalgaları ........................................................................................................................................479

Su Dalgalarında Yansıma .................................................................................................................................479

Doğrusal Dalgaların Çukur Engelde Yansıması ...............................................................................................480

Doğrusal Dalgaların Tümsek Engelde Yansıması ............................................................................................480

Doğrusal Dalgaların Düz Engelde Yansıması ...................................................................................................481

Yayılma Hızı ve Periyodik Dalgalar ...................................................................................................................482

Su Dalgalarında Kırılma ....................................................................................................................................482

Su Dalgalarının Mercek Şeklindeki Su Ortasından Geçişi ................................................................................483

Su Dalgalarında Ayrılma ...................................................................................................................................484

Su Dalgalarında Kırınım ...................................................................................................................................484

Su Dalgalarında Girişim ....................................................................................................................................485

Yol Farkının Geometrik Yoldan Hesaplanması .................................................................................................486

Faz Kavramı .....................................................................................................................................................486

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................491

Çözümler ................................................................................................................................................................495

21. BÖLÜM: MANYETİZMAManyetizma .................................................................................................................................................................500

1. Maddenin Manyetik Özelliği, Manyetik ve Manyetik Olmayan Maddeler ......................................................500

2. Manyetik Kutuplar .........................................................................................................................................500

3. Manyetik Alan, Alan Şiddeti, Alan Çizgileri ...................................................................................................500

xiv

4. Manyetik Akı, Manyetik Geçirgenlik ..............................................................................................................501

Manyetik Geçirgenlik ........................................................................................................................................502

Yerin Manyetik Alanı .........................................................................................................................................504

Elektrik Akımının Manyetik Etkileri ....................................................................................................................506

Akım Geçen Tele Manyetik Alanda Etkiyen Kuvvet ..........................................................................................510

İçerisinden Akım Geçen Paralel İki Tele Etkiyen Kuvvetler .............................................................................. 511

Manyetik Alan İçinde Hareket Eden Yüke Etkiyen Kuvvet ................................................................................513

Manyetik Alan İçinde Hareket Ettirilen İletkenler ve Oluşan Emk .....................................................................516

Manyetik Akı Değişimi ......................................................................................................................................517

Öz İndüksiyon ...................................................................................................................................................520

Maxwell Denklemleri .........................................................................................................................................521

Alternatif Akımın Elde Edilmesi .........................................................................................................................521

Alternatif Akımın Etkin Değeri ...........................................................................................................................522

Alternatif Akımın Etkileri ....................................................................................................................................522

Alternatif Akım Devreleri ...................................................................................................................................522

Sadece Kondansatörlü Devre ...........................................................................................................................523

Dirençli ve Selfli Devre (RL Devresi) ................................................................................................................524

Direnç ve Kondansatörlü Devre (RC Devresi) ..................................................................................................524

Direnç, Self ve Kondansatörlü Devre (RLC Devresi) ........................................................................................525

Transformatörler ...............................................................................................................................................527

Elektronik Devre Elemanları .............................................................................................................................528

Transistör ..........................................................................................................................................................529

Led ....................................................................................................................................................................529

Fotodiyot ...........................................................................................................................................................530

Fotodirenç .........................................................................................................................................................530

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................531

Çözümler ................................................................................................................................................................535

22. BÖLÜM: MODERN FİZİKModern Fizik ................................................................................................................................................................540

Işığın Yapısı .......................................................................................................................................................540

Elektromanyetik Teori ........................................................................................................................................540

Işık Dalgalarının Girişimi ...................................................................................................................................540

Saçak Aralığı (Δx) .............................................................................................................................................541

Çift Yarıkta Girişimin Özellikleri .........................................................................................................................541

Tek Yarıkta Girişim (Kırınım) .............................................................................................................................542

Saçak Aralığı ....................................................................................................................................................542

Saçak Parlaklıkları ............................................................................................................................................543

İnce Zarlarda Girişim ........................................................................................................................................544

Hava Kaması ....................................................................................................................................................544

Çözme Gücü .....................................................................................................................................................546

Özel Görelilik ....................................................................................................................................................548

Michelson - Morley Deneyi ...............................................................................................................................548

xv

Zaman Ölçümü ve Eş Zamanlık .......................................................................................................................548

Zaman Genişlemesi ..........................................................................................................................................549

Uzunluk Büzülmesi ...........................................................................................................................................550

Göreli Enerji .....................................................................................................................................................551

Göreli Momentum .............................................................................................................................................553

Kara Cisim Işıması ............................................................................................................................................554

Fotoelektrik Olayı ..............................................................................................................................................555

Foton Enerjisi ....................................................................................................................................................555

Elektronvolt (eV) ...............................................................................................................................................555

Einstein'in Fotoelektrik Denklemi ......................................................................................................................556

Fotoelektron Sayısı ...........................................................................................................................................556

Fotosel Lamba ve Fotoelektrik Akımı ..............................................................................................................556

Fotosele Üreteç Bağlanması ............................................................................................................................556

Kesme Potansiyel Farkı ....................................................................................................................................557

Compton Saçılması Olayı .................................................................................................................................561

Madde Dalgaları ...............................................................................................................................................562

Tanecik Modelinin Açıklayabildiği Olaylar .........................................................................................................563

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................565

Çözümler ................................................................................................................................................................568

Elektromanyetik Dalgalar ..................................................................................................................................572

Elektromanyetik Spektrum ................................................................................................................................572

Radyo Dalgaları ................................................................................................................................................572

Mikrodalgalar ....................................................................................................................................................572

Kızıl Ötesi Dalgalar ...........................................................................................................................................573

Görünür Işık Dalgaları .......................................................................................................................................573

Mor Ötesi Dalgalar ............................................................................................................................................573

X - Işınları .........................................................................................................................................................573

Gama Işınları ....................................................................................................................................................574

Elektromanyetik Dalgalarda Doppler Olayı .......................................................................................................574

Atom Teorileri ve Enerji Seviyeleri ....................................................................................................................575

J.J Thomson Atom Modeli ................................................................................................................................575

Rutherford Atom Modeli ....................................................................................................................................575

Bohr Atom Modeline Göre Yörünge Yarıçapları ...............................................................................................577

Bohr Atom Modeline Göre Enerji Seviyeleri .....................................................................................................577

Bohr Atom Modelinin Açıklayamadığı Olaylar ..................................................................................................579

De Broglie Hipotezi ...........................................................................................................................................579

Heisenberg Belirsizlik İlkesi ..............................................................................................................................580

Elektron Bulutu .................................................................................................................................................581

Kuantum Sayıları ..............................................................................................................................................581

Atomların Uyarılması ........................................................................................................................................583

Kendiliğinden Emisyon ve Uyarılmış Emisyon ..................................................................................................585

Lazer .................................................................................................................................................................586

Lazer Işığının Özellikleri ...................................................................................................................................586

xvi

Maddenin Yapısı ...............................................................................................................................................586

İyonik Bağ .........................................................................................................................................................586

Kovalent Bağ ....................................................................................................................................................587

Apolar Kovalent Bağ .........................................................................................................................................587

Polar Kovalent Bağ ...........................................................................................................................................587

Metalik Bağ .......................................................................................................................................................587

Çekirdeğin Yapısı ..............................................................................................................................................588

Radyoaktivite .....................................................................................................................................................589

Alfa (α) Bozunması ...........................................................................................................................................589

Beta () Bozunması .........................................................................................................................................589

Gama (γ) Bozunması ........................................................................................................................................590

Yarı Ömür .........................................................................................................................................................590

Ortalama Ömür .................................................................................................................................................590

Nükleer Enerji ...................................................................................................................................................591

Fisyon (Çekirdek Bölünmesi) ............................................................................................................................591

Füzyon (Çekirdek Kaynaşması) ........................................................................................................................591

Atomlardan Kuarklara .......................................................................................................................................592

Karşıt Parçacık .................................................................................................................................................592

Mezonlar ...........................................................................................................................................................592

Parçacıklar Ailesi ..............................................................................................................................................593

Kuarklar ............................................................................................................................................................594

Yıldızlardan Yıldızsızlara ...................................................................................................................................596

Güneş'in Yaşamı ...............................................................................................................................................596

Yıldızların Uzaklığı ............................................................................................................................................597

Yıldızların Sıcaklıkları .......................................................................................................................................598

Yıldızların Parlaklıkları ve Işınım Gücü .............................................................................................................598

Salt Parlaklık .....................................................................................................................................................599

Gökadalar .........................................................................................................................................................600

Sarmal Gökadalar .............................................................................................................................................600

Eliptik Gökadalar ...............................................................................................................................................600

Düzensiz Gökadalar .........................................................................................................................................600

Kızıla Kayma .....................................................................................................................................................601

Evrenin Genişlemesi .........................................................................................................................................602

Çözümlü Test ..........................................................................................................................................................603

Çözümler ................................................................................................................................................................607

KAYNAKLAR ...............................................................................................................................................................613

ALAN BİLGİSİ

1. BÖLÜMFİZİĞİN UĞRAŞ ALANI

4

FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI

Doğa olaylarından canlı varlıklarla ilgili olanlar biyolo-jinin, maddenin yapısal özellikleriyle ilgili olanlar kim-yanın, maddenin yapısal özellikleri dışında kalan özel-likler ve bunlar üzerinde gerçekleşen olaylar ise fiziğin konusudur. Fizik yasa ve teorilerinin ifade edilmesinde matematik vazgeçilmez bir dildir. Fizik, madde ve enerji arasındaki etkileşimi inceleyen ve doğada gerçekleşen olaylarla ilgili mantıklı açıklamalar üretmeye çalışan uy-gulamalı bir bilim dalıdır. Bu bilim dalında çalışan bilim insanları fizikçi adını alırlar.

Bir fizikçi, fizik biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, yanlış-lanabilir ve delillere dayandırılabilir olduğunu bilir. Aynı zamanda bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığını unutmadan doğada gerçekleşen olayları in-celeyerek bu olayların hem sebeplerini hem de sonuçla-rını açıklamaya çalışır. Fizik, insan yaşamının her anında vardır. Bundan dolayı, fiziğin değişik alt alanları vardır. Bu alt alanların neler olduğu ve inceledikleri konular, aşağıda kısaca tanıtılmıştır.

Mekanik

Cisimlerin nasıl hareket ettiklerini ve nasıl etkileştiklerini inceler.

Termodinamik

Enerjinin madde içinde nasıl yayıldığını ve nasıl iletildi-ğini inceler.

Manyetizma

Dünya'nın manyetik alanını, manyetik maddelerden ve elektrik akımından oluşan manyetik alanı inceler.

Optik

Işıkla ilgili olayları, ışığın saydam ortamlardaki davranı-şını inceler.

Elektrik

Maddenin yapısındaki elektron ve protonların sahip ol-duğu elektrik yükleri ile bunların neden olduğu elektriksel alan ve elektriksel kuvveti inceler.

Katı Hâl Fiziği

Yoğun hâldeki maddelerin, elektriksel, manyetik, optik ve esneklik özelliklerini inceler.

Atom Fiziği

Atomların yapısını oluşturan unsurların birbirleriyle nasıl etkileştiğini inceler.

Nükleer Fizik

Atom çekirdeğinin yapısını ve kararsız çekirdeklerin nasıl ışıma yaptıklarını inceler.

Örnek

Mekanik

Nükleer fizik

Optik

Katı hâl fiziği

Atom fiziği

Nano teknoloji

Uçakların uçurulması

Gök kuşağı

Radyasyon

Yukarıda fiziğin alt alanları ile uğraştığı konular verilmiştir.

Buna göre, alt alanlar ile açıklamalar doğru olarak eşleştirildiğinde hangi alt alan boşta kalır?

A) Mekanik

B) Nükleer fizik

C) Optik

D) Katı hâl fiziği

E) Atom fiziği

ÇözümUçakların uçurulması mekaniğe, radyasyon nükleer fizi-ğe, gökkuşağı optiğe, nano teknoloji atom fiziğine girer. Buna göre katı hâl fiziği boşta kalır.

Cevap D

5

FİZİĞİN DOĞASI

Gözlem, bir olayla ilgili olarak duyu organları ya da araç ve gereçler kullanılarak yapılan incelemelerdir. Fiziksel bir olay, duyu organlarını güçlendirerek birtakım teknolo-jik araçlarla gözlenir.

Fizikle ilgili bir olay iki tür gözlem yapılarak incelenir. Bunlardan ilki nitel gözlem, ikincisi ise nicel gözlemdir.

Nitel gözlem, herhangi bir ölçme aracı kullanmadan beş duyu organı kullanılarak yapılan gözlem türüne denir.

Bu gözlemler kesinlik ifade etmez, hata payı çoktur, ya-nıltıcıdır, güvenilir değildir. Duruma ve kişiye göre deği-şebilir. Objektif değildir.

Nicel gözlem, duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılarak yapılan gözlem türüne denir. Duruma ve kişiye göre değişmez. Bilimsel önem taşır ve güvenilir bir gözlemdir. Bilimde en çok kullanılan gözlem çeşididir.

Örnek

Aşağıdakilerden hangisi nicel gözleme girmez?

A) Bileziğin kütlesini eşit kollu terazi kullanarak bulma

B) Kumaşın boyunu mezura kullanarak bulma

C) Taşın hacmini su dolu dereceli silindir kullanarak bulma

D) Suyun sıcaklığını parmağımızı içine sokarak bulma

E) Afyon ile Ankara arasındaki karayolunun uzunluğunu otomobilin kilometre sayacı ile bulma

Çözüm

A, B, C, E seçeneklerinde duyu organları ile birlikte ölç-me araçları da kullanılmıştır. Ancak D seçeneğinde sa-dece duyu organları kullanılmıştır.

Cevap D

Temel ve Türetilmiş Büyüklükler

Kendi başına ifade edildiğinde bir anlamı olan büyüklük-lere temel büyüklük denir.

Temel Büyüklük

Büyüklük Sembolü Birimi Ölçüm Aleti

Kütle m kilogram (kg)

Eşit kollu terazi

Zaman t saniye (s) Kronometre

Uzunluk , metre (m) Metre

Sıcaklık T kelvin (K) Termometre

Işık şiddeti I candela (cd) Fotometre

Akım şiddeti i Amper (A) Ampermetre

Madde miktarı A Mole (mol)

Türetilmiş Büyüklükler

Büyüklük Sembolü Birimi

Ağırlık G Newton

Kuvvet F Newton

Enerji E Joule

Güç P saniyejoule

İvme asaniyemetre

2

Hız v saniyemetre

Basınç PmetreNewton

2

6

Ölçmede Hata

Ölçme sonuçlarının gerçek değerden farklı olması, ölçmede hata yapıldığı anlamına gelir. Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki farka ölçmede hata denir. Bu hataların kaynağı ölçme yöntemi, ölçümü yapan kişi, ölç-me aracı ve ölçümün yapıldığı ortamdan kaynaklanabilir.

Örnek

Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki hatanın kaynağı aşağıdakilerden hangisi olamaz?

A) Ölçme aracı

B) Ölçme yöntemi

C) Ölçümü yapan kişi

D) Ölçümün birden fazla yapılması

E) Ölçümün yapıldığı ortam

Çözüm

Ölçümün birden fazla yapılması ölçmedeki hata payını azaltır. Dolayısıyla ölçümün birden fazla yapılması ölç-mede hatanın kaynağı olamaz.Cevap D

Skaler ve Vektörel Büyüklükler

Birim ve sayı kullanılarak tanımlanabilen büyüklüklere skaler büyüklük denir. Fizikte, enerji, zaman, güç, ısı kütle, hacim, özkütle, sıcaklık vb. büyüklükler skaler büyüklüktür.

Birim ve sayıya ilave olarak bir yöne de sahip olan büyüklükler ise vektörel büyüklük olarak adlandırılır.Hız, ivme, yer değiştirme, kuvvet, ağır lık, momentum vb. büyüklükler vektörel büyüklüklere örnektir.

Örnek

Aşağıdakilerden hangisi vektörel bir büyüklüktür?

A) Güç B) Enerji C) Sıcaklık

D) Hız E) Kütle

Çözüm

Vektörel büyüklükler birim ve sayı yanında yöne de sa-hip olan büyüklüklerdir. Güç, enerji, sıcaklık ve kütle sa-dece birim ve sayı ile ifade ediliyor. Hız ise birim ve sayı yanında yöne de sahiptir.

Cevap D

Hipotez

Bilimsel bir problemin verilere dayalı olarak kurulan ge-çici çözüm yoludur. Bilimsel bir hipotez, incelenen prob-leme bir ölçüde cevap verebilmeli ve eldeki tüm verileri içermelidir. Bilimsel bir hipotezin bir takım deneylerle geçerli olup olmadığı test edilmelidir. Bundan sonra kont-rollü deneyler yapılarak hipoteze dayalı tahminlerin dola-yısıyla hipotezin geçerliliği ve doğruluğu araştırılır.

Kontrollü deney, deney sonucunu etkileyecek koşullar-dan birini değiştirip diğerlerini sabit tutacak şekilde ya-pılan deneydir.

Bilimsel bir problemin çözümünde takip ettiği yol sırasıy-la şu şekilde olabilir:

• Problem belirlenir.

• Problemle ilgili veriler toplanır.

• Hipotez kurulur.

• Hipoteze dayalı tahmin yapılır.

• Kontrollü deney ve nicel gözlem yapılır.

• Doğrulanmıyorsa işlemlere baştan başlanır.

• Doğrulanıyorsa hipotez geçerlidir.

Fizik bilimiyle ilgilenen bilim insanları, birtakım bilimsel bilgilere ulaşırken planlı ve sistemli bir şekilde çalışırlar.Bu süreçte fizikle ilgili ilke, kanun ve teorilere ulaşırken bilimsel çalışma yöntemi olarak bilinen bir yol izlerler. Bir bilim insanının kullandığı bilimsel yöntem, diğer bir bi-lim insanı tarafından kullanılan bilimsel yöntemden farklı olabilir.

Bilimsel bir yöntemin aşamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Olaylarla ilgili gözlem yapma

2. Sorular oluşturma aynı konuda önceden yapılan çalışmaları inceleme

3. Hipotezler kurma

4. Hipotezleri test etmek için bir takım deneyler ta-sarlama

5. Kontrollü deneyler yapma

6. Deney sonuçlarının tekrarlanabilirliğini kontrol etme verileri analiz etme ve önceden yapılan tah-minlerle karşılaştırma

7. Verilerden sonuç çıkarma

8. Sonuçların hipotezleri ne ölçüde desteklediğine ve sonuçların literatürdeki bilgilerle ne ölçüde tu-tarlı olduğuna karar verme