MODERN FZK

LABORATUARI

BALIKESR 2011

rencinin Ad :.

rencinin Numaras :.....

Deney Ad Tarih Deney

Onay

Rapor

Onay

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

./ ../20.

I. DENEY: ATOM SPEKTRUMLARI

Ama:

Krnm yolu ile eitli atomlarn optik spektrum izgilerinin gzlenmesi, spektrum izgilerine

karlk gelen dalga boylarnn ve frekanslarn krnm olay ile hesaplanmas, Planck sabitinin

elde edilmesi.

TEOR

Deney Dzenei ve leyii

Sonu ve Yorumlar

1. Lamba

2. Lamba

3. Lamba

4. Lamba

II. DENEY: e/m ORANININ TAYN

Ama

Bu deneyde,

Farkl elektrik potansiyelleri altnda hzlandrlan katot nlarnn dzgn

magnetik alan iindeki hareketlerinin incelenmesi: elektromagnetik Lorentz

kuvvetinin ve Biot-Sawart yasasnn katot nlarnn yrngesine gre

incelenmesi;

Katot nlarnn yk bl ktle (e/m) orannn hesaplanmas;

Yk bl ktle oranna gre katot nlarnn, elektrik yk tayan atom alt

paracklardan olutuunun anlalmas amalanmaktadr.

TEOR

e / m deneyi, ilk kefedilen atom alt parack olan elektronun yk bl ktle(e/m)

orannn hesaplanmasn salamaktadr. Deneyin sonucunda bu oran bilinen en kk atom

olan Hidrojen atomu iyonunun yk bl ktle oran ile karlatrlarak katot n

paracklarnn yani elektronlarn gerekten de atom alt paracklar olduu kantlanacaktr.

Ykl bir paracn dzgn bir elektromagnetik alandaki hareketi vr hz ile hareket eden elektrik yk q (genelde bir paracn yk bu harfle gsterilir

ama unutulmamaldr ki eksi art ve ntr olmak zere tr parack vardr. lemlerde

yklerin iaretine dikkat edilmelidir) olan bir parack elektrik alan E ve magnetik alan B ile

verilen dzgn bir elektromagnetik alanda hareket ediyorsa, bu paraca etki eden

elektromagnetik kuvvet Lorentz kuvveti ile ifade edilir:

(1)

Denklem (1), MKS birim sisteminde ifade edilmitir. Lorentz kuvvetinin etkisi altnda

hareket eden q ykl ve m ktleli cismin yrngesi aadaki hareket denkleminin zm ile

belirlenir

(2)

burada x(t) r ve ar srasyla cismin t anndaki konumunu ve ivmesini gstermektedir.

Not: Bu deneyde paracklarn sadece bir d magnetik alan etkisi altndaki hareketi

inceleneceinden elektrik alan ihmal edilecektir( E = 0 ). Yani paraaca etki eden Lorentz

kuvveti

eklinde olacaktr.

Deney dzenei alr konuma getirildikten sonra 6,3V lik stc gerilim ile stlan

katot evresinde elektrik ykl serbest katot paracklar oluur. En fazla 10 V luk Wehnelt

gerilimi uygulanarak bu katot paracklar demet haline getirilir. V H = 120 300 V lik

hzlandrc gerilim ya da anot-katot gerilimi ile hzlandrlan katot paracklar Wehnelt

silindirinin u ksmndan dorusal bir yrnge izleyecek biimde dar karlar. Katot

paracklarnn vakum tp iindeki gazn atomlar ile arpmas ile yaklak 120 Vden

sonra atom uyarlr ve katot paracklarnn yrngesini gsterecek biimde mavimsi bir k

yayar. Bu aamaya kadar katot nlarnn hareketi u ekilde ifade edilebilir.

V H hzlandrc geriliminin etkisi ile hzlanan q ykl paracklarn elektriksel enerjisinin

tm,Wehnelt silindirinden ktktan sonra, enerjinin korunumu yasasna gre kinetik enerjiye

dnr

(3)

burada v demet halindeki katot paracklarnn ya da bu paracklarn oluturduu katot

nnnhzn gstermektedir.

G kayna-2 ak konuma getirildikten sonra Helmholtz bobinlerinden 0-1A arasnda I

akmnn gemesi salanr. Bu durumda akm arttrldka bobinlerin arasndaki blgede

dzgn bir B magnetik alan oluur. Bu magnetik alana maruz kalan katot nlarnn

yrngesi (1) denklemindeki ikinci terimle ifade edilen magnetik Lorentz kuvvetinin etkisine

gre dorusallktan sapar. Akm artttrldka katot nlarnn yrngesi giderek bklr.

Magnetik alanla katot nlarnn dorultular birbirine dik ise yrnge belirli bir akm

deerinden sonra embersel olacaktr, magnetik alanla hz birbirine tam dik deilse yrnge

helis biimindedir.

lmlerin alnmas aamasnda, r yarapl bir embersel yrnge oluturulur. Bu

durumda,katot nlarnn v hz ile embersel yrngede hareket etmesi iin magnetik kuvvet

merkezcil kuvvete eit olmaldr

(4)

Denklem (3) ten v hz elde edilerek (4) te yerine yazlrsa katot nlarnn yk bl

ktle oran aadaki biimde ifade edilir.

(5)

(5) ifadesine gre yk bl ktle oran sabit yarapl embersel yrnge iin hzlandrc

gerilimin magnetik alana gre deiimi ile belirlenir.

Deney Dzenei ve leyii

1- Deney dzenei laboratuar sorumlularnn yardm ile kurulur ve laboratuardaki tm

lambalar sndrlr.

2- G kayna-1 ak konuma getirilir;

3- Yaklak 6 Voltluk stc potansiyel fark ve 1 A akm ile stlan katottan ykl,

serbest paracklar oluturulur( Uyar: stc gerilimi 6.3V yi gememelidir);

4- Anot-katot arasndaki potansiyel fark VH=0 volttan balayarak mavi renkteki katot

nlar grnene kadar yavaa arttrlr(katot nlar VH=120 V civarnda gzlenmeye

balar.);

5- Katot nlar belirdikten sonra, Helmholtz bobinlerinden akm geirmek iin I =0-1

A akm retebilen g kayna-2 ak konuma getirilir;

6- I =0-1 A aras akmlar iin katot nlarnn yrngeleri incelenir;

7- eitli hzlandrc gerilim ve akm deerleri iin katot nlarnn yrngelerindeki

deiim gzlenerek, bobinlerden geen akmn, katot nlarnn maruz kald magnetik

alann ve kuvvetin ynleri Lorentz kuvvetine ve Biot-Sawart yasasna gre belirlenir,

8- Katot nlarnn bir embersel yrnge oluturmas salanr;

9- embersel yrngenin apn ayn brakacak ekilde I,VH deerleri izelge 1. de

yerine yazlr (bu aamada I=0,6-1 A akmlar iin emberin apn sabit brakan VH

deerlerinin tespit edilmesi kolaylk salar);

10- lmler tamamlandktan sonra g kayna-1 ve g kayna-2 kapatlr.

Sonu ve Yorumlar

1. izelge 1. de elde edilen deerlere gre VH B2 grafiini iziniz.

2. grafiinden yararlanarak katot nlarnn yk bl ktle oran hesaplanr.

III. DENEY: FRANK-HERTZ DENEY

Ama:

Civa elementinin uyarlma enerjisinin belirlenmesi, elektronun ilk uyarlm konumdan

zemin konumuna dnerken dalga boyunun bulunmas.

TEOR:

1900l yllarda Planck ve dier bilim adamlarnn almalaryla gelimeye balayan,

Kuantum Mekaniinin hem ispatna ynelik hem de sonularna ynelik yaplan deneysel

almalardan biri olarak Franck-Hertz deneyi bilim tarihindeki yerini almtr. Deney

Kuantum Mekaniinin en nemli varsaymlarndan birini ispatlamak amacyla, 1914 ylnda

J. FRANCK ve G. HERTZ tarafndan yaplmtr.

Deneyin amac herhangi bir atomun kuantumlu enerji seviyelerini belirlemek ten

gemektedir. Atomik yap iinde ekirdein etrafnda kararl enerji seviyelerinde bulunan

elektronlarn kararl olduklar bu seviyeden, bir st seviyeye kartlmalar iin enerji

verilmesi Bohr postlalarndan biridir. Bu elektronlarn ksa bir sre sonra kararl

olduklar eski enerji seviyelerine geri dneceklerdir. Bu durumda:

a) Eer uyarlan elektronlarn kararl olduklar seviyelerine geri dnerken

yaynlayacaklar enerji bir ekilde llebilirse, bu elektronlarn enerji seviyeleri tespit

edilmi olacaktr.

b) Eer elektronlar kararl olduklar seviyeden bir st enerji seviyesine karmak iin

verilmesi gereken enerji llebilirse, yine elektronlarn enerji seviyeleri tespit edilmi

olacaktr.

Franck-Hertz deneyi yukarda belirtilen ve atomu oluturan elektronlarn enerji

seviyelerini bulmak iin yaplmas gereken iki metottan ikincisinin mant ile alan bir

deneydir. Deneyde ekil 7.1 de gsterilen ve Franck-Hertz tp olarak adlandrlan tp

kullanlacaktr.

Kesikli izgiler kafesleri tasvir etmektedir. Kafesler arasndaki blgede hzlandrlan

elektronlar ile tp iinde bulunan ve spektrumu incelenecek olan atomlarn arptrlmas

salanr. U1 gerilimi katot ile birinci kafes g1 arasna uygulanmtr. U1 gerilimi ile katottan

sklen elektronlar tarafndan oluturulan uzay ykndeki yklerden kafes blgesine

geecek olanlarn says kontrol edilir. U2 gerilimi kafes blgesine giren elektronlarn

hzlandrlmasn salar. V0 gerilimi ise durdurucu potansiyel grevini grr.

ekil 1. Franck-Hertz tp

Katot 6,3 voltluk fitil gerilimi ile beslenir. Bu sebeple katot etrafnda bir uzay

yknn oluturulmas salanr. Tp iinde civa atomlar ile arptrlacak olan

elektronlar bu elektronlardr. Bu elektronlar U1 gerilimi ile kontrol edilerek kafesler

arasna gnderilir. U1 gerilimi genelde 0 volt deerinde tutulur. Seyrek olaraksa 0,5 ya da

en fazla 1 volt deerine kadar ykseltilir.

Katottan sklen ve sadece enerjisi yeterli olup ta birinci kafesi aabilen elektronlar

anoda ulamak eilimindedirler. Bunun sebebi anot ve katot arasndaki potansiyel fark

dolays ile elektrik alandr. (baknz ekil 2) Birinci kafesi aabilen elektronlar U2 geriliminin

kontrolnde olan blgeye ulamtr. Bu blgede elektronlar U2 gerilimi ile hzlandrlrlar.

Elektronlar tarafndan kazanlan bu enerji elektronlarn direkt olarak kinetik enerjilerinin

artmas demektir ve burada (1) bants geerlidir.

ekil 7.2. Franck-Hertz tp iindeki elektrik alan vektrlerinin ynelimleri.

Bu gerilim altnda hzlandrlan elektronlar civa (Hg) atomlar ile arpacaklardr.

arpmalarn yaps dnldnde sadece iki tip arpma vardr. Esnek ve esnek

olmayan arpmalar. Esnek arpmada, arpmadan nceki ve sonraki momentumlar ile

enerji korunur. Esnek olmayan arpmada ise arpmadan nceki ve sonraki durumlar

dnldnde sadece momentum korunur. Enerjinin korunumu yine geerlidir ancak

dinamik adan kaybedilen ve sisteme verilen enerji paracklarn hareketinde kendisini

direkt olarak gsterir. Dinamik anlamda enerji korunmaz.

Bu durumda U2 gerilimi altnda hzlandrlan elektronlar ile civa atomlarnn iki tr

arpma yapmas beklenir. Deneyde, artan U2 gerilimine karn katottan sklen ve anoda

derek devreyi tamamlayacak olan elektronlarn oluturaca akm gzlenecektir.

O halde U2 gerilimi arttka akmn da artmas gerekir. Devreye balanan bir ampermetre

yardmyla bu art direkt olarak gzlenir. U2 geriliminin artrlmasna devam edildiinde

elektronlarn ulat enerji civa (Hg) atomunun i yapsn bozacak ekilde olacaktr. Civa

(Hg) atomunun bir elektronu, kendisine arpan ve hzlandrlm olan elektronun enerjisini

alarak bir st enerji seviyesine kar. Bu aamada hzlandrlan elektron, enerjisinin ok

byk ksmn kaybetmi olacaktr. Kaybedilen enerji bu elektronun hareketinde ok

nemli deiikliklere yol aacaktr. Ancak kaybedilmi enerji civa (Hg) atomuna hibir

hareket zellii kazandramam sadece elektronlarndan birinin bir st enerji seviyesine

gemesine neden olmutur.

Kararl olarak bulunduu enerji seviyesinden bir st enerji seviyesine kartlan elektron

ise 10^-8 saniye sonra karal olarak bulunduu enerji seviyesine geri dnecektir. Enerjisini

kaybeden elektron ise yine anoda ulama abas iinde olacaktr. Ancak 2. kafese ulat

anda V0 durdurucu potansiyelini hissetmeye balayacak ve enerjisinin ok byk bir

ksmn kaybettiinden durdurucu potansiyeli aamayacaktr. Dolays ile bu elektron

anoda ulaamayacaktr ve akmda keskin bir d gzlenecektir. U2 gerilimi artrlmaya

devam edildiinde akmda yine artma gzlenecektir. U2 gerilimi artrldka elektrik

alanlarnn dengelenmesi de deiecek ve alann sfrland blge anoda doru

yaklaacaktr. Bu blge elektronlar ile civa (Hg) atomlarnn arptklar blgenin

genilemesi demektir. O halde U2 gerilimini artrmaya devam ettiimizde civa (Hg) atomu

elektronlarnn ikinci kez uyarlmas salanacaktr. Dolaysyla akmda yine artma ve

dmeler gzlenecektir. Akm ile U2 gerilimi arasndaki iliki ekil 3.de gsterilen

grafik olarak elde edilir.

ekil 3. Akm-U2 grafii

Grafikteki her tepecik civa (Hg) atomunun deerlik yrngesinde bulunan bir elektrona

aittir. Durdurucu potansiyelin etkisi, esnek ve esnek olmayan arpma blgeleri anot

akmnda aka gzkmektedir.

Deney Dzenei ve leyii

Deney setini ekil 1 de grld gibi kurun. Zamanla artan art bir u gerilimi (UA)

elde etmek iin 50 V deerinde sabit gerilim uygulamak zere ayarlanm bir g kayna

nitesi kullann.

EKL 1

1) Us =1,5 V ayarlanr. (Hareket engelleyici gerilim)

2)lk olarak, UA 20 V olarak verilir. (vmelendirici, dier bir deyile art u gerilimi)

3)Franck-Hertz tp 190 0 Cye kadar frnda stlmaya balanr.

4) UA deeri 60 V olarak arttrlr.

5) DC lm ykselticisi uygun bir lee, rnein 10 microampere ayarlanr.

6) Bilgisayardan Is-UA erisi elde edilir.

Sonular ve Yorumlar

1. Is-UA grafiini kullanarak, Is akmnn UA artarken minimum deerler alacan

greceksiniz. Ardk iki minimum Is deeri iin uyarlma potansiyeli UA deerlerini

bulunuz.

2. Ortalama UA deerlerini bulunuz(uyarlma enerjisi).

3.Uyarlma enerjisini kullanarak yaylan fotonun dalga boyunu hesaplaynz.

Sorular

1. Frank-Hertz tp deneyinde neler olduunu aklaynz.

2.Uyarlma enerjisi nedir?

3.Klasik ve kuantum fiziinin enerji ile ilgili kuramlar arasndaki fark nedir?

4.Eer Frank-Hertz tpn stmam olsaydk I-V grafii nasl olurdu? Aklaynz

IV. DENEY: FOTOELEKTRK OLAYDAN PLANCK SABTNN

BELRLENMES

Ama

Einsteinin fotoelektrik olay ile ilgili varsaymnn deneysel olarak snanmas,

fotoelektrik olay kullanarak Planck sabitinin ve metal yzeyin i fonksiyonunun deerinin

belirlenmesi.

Teori

Fotoelektrik olay ilk kez 1887 ylnda H. Hertz tarafndan gzlenmitir. Hertz em dalgalar

zerinde deney yaparken, katotla anot arasnda hava boluunda oluan elektrik arklarnn,

katot zerine mortesi k gnderildiinde daha kolay olutuunu farketti. Bu gzlemin

zerinde Hertzin kendisi fazla durmad. Ancak baka fizikiler bu olay anlamaya altlar.

Ksa zamanda bu olayn sebebinin, katot zerine gelen n frekans yeterince yksek

olduunda katotdan elektron yaymlanmas olduu anlald. Bylece n, metal bir

yzeyden elektron skme etkisine sahip olduu anlalm oldu. Biz bu etkiye fotoelektrik

olay (etki) diyoruz. Ik tarafndan sklen elektronlara da fotoelektronlar adn veriyoruz.

In metal bir yzeydeki elektronlar skc bir etkiye sahip olmas, n klasik em

dalgalar teorisi ile aklanabilen bir olgudur. Bunun iin, em dalgalarn birbirlerine dik

dorultularda salnan elektrik ve magnetik alanlardan olutuklarn dnmemiz yeterlidir

(ekil 5.1). EM dalgann elektrik alan ykl bir parack olan elektrona eE eklinde bir

kuvvet uygular. Burada E elektrik alan ve e elektronun ykn gstermektedir. Bu kuvvetin

neden olduu itme nedeni ile bir elektron metal bir yzeyden sklebilir. Bu sebeple

fotoelektrik olay balangta fizikileri ok artmam ve bu olayn klasik fizik ile

aklanabilir olduu dnlmtr. Ancak fotoelektrik olaya ilikin yaplan daha detayl

deneyler, bu etkinin klasik fizik ile aklanmasnn mmkn olmadn gstermitir.

ekil 1. In elektromagnetik dalga modeli

1902 ylnda P. E. A. Lenard metal plakadan k tarafndan sklen fotoelektronlarn

enerjilerinin plakaya gelen n iddetine nasl bal olduunu belirlemeye ynelik deneyler

gerekletirdi. Bu amala, k iddeti ayarlanabilir karbon ark lambas kullanarak metal bir

plakay aydnlatt. Plakadan yaylan fotoelektronlar ikinci bir metal plaka kullanarak

toplayan Lenard, toplayc plakay bir bataryann katoduna balad (ekil 2). Bylece

toplayc plaka negatif yklenmi ve fotoelektronlar ile toplayc plaka arasnda bir itme

meydana gelmi oldu. Bu durdurucu potansiyel engeli nedeni ile fotoelektronlarn tm

kolayca toplayc plakaya ulaamazlar. Ancak kinetik enerjileri bu durdurucu potansiyel

engelini aacak byklkte olan fotoelektronlar toplayc plakaya ulaabilir. Eer batarya

tarafndan uygulanan gerilim artrlrsa belirli bir V deerinden sonra toplayc plakaya hi

fotoelektron ulaamayacaktr. Bu V gerilim deeri fotoelektronlarn kinetik enerjilerinin

maksimum deeri kadar olmaldr. Lenardn deney dzenei kabaca ekil 2de

gsterilmitir. ekilden grld gibi toplayc plaka bir tel ile bir ampermetreye

balanmtr. Toplayc plakaya ulaan fotoelektronlar bir akma neden olurlar ve bu akm

ampermetre ile llebilir. Bylece toplayc plakaya ulaan fotoelektronlar ampermetre

yardmyla belirlenebilir.

ekil 2 Lenardn fotoelektrik olay incelemek iin kurduu deney dzeneinin bir benzeri

Lenardn deneyleri olduka ilgin ve n klasik em dalgalar teorisi ile

aklanamayacak sonular ieriyordu. Lenard artc bir ekilde V durdurucu

potansiyelinin metal plakaya gnderilen n iddetine bal olmadn grd. Oysa n

klasik em dalgalar teorisine gre, n iddeti arttka metal yzeydeki elektronlar

ivmelendiren elektrik alann deeri de artar. Bu ise fotoelektronlarn kinetik enerjilerinin

artmas demektir ki bu ngr deney sonular ile uyumlu deildir. Deneylerini daha da

detaylandran Lenard, farkl renge sahip k kullanarak deneyini tekrarlad. Bulduu sonular

ilginti. Fotoelektronlarn kinetik enerjisi n rengine balyd. Yksek frekansl k

kullanldnda fotoelektronlarn kinetik enerjileri de byk oluyordu. Lenardn deney

sonular yle zetlenebilir:

1) Metal yzeylerin n fotoelektrik etkisi sonucu elektron yayp

yayamayacaklar, gnderilen n frekansna baldr. Metalden metale

deien bir frekans eii vardr ve ancak frekans bu eik deerden byk olan

k bir fotoelektrik olay oluturur.

2) Fotoelektronlarn meydana getirdii akm, eer n frekans eik deerden

bykse, n iddetine ballk gsterir. In iddeti arttka akm da artar.

3) Fotoelektronlarn kinetik enerjisi n iddetinden bamsz olup gelen n

frekans ile doru orantl olarak artar.

In klasik em teorisi ile aklanamayan bu deney sonular 1905 ylnda A. Einstein

tarafndan akland. Einstein devrimci bir yaklamla, n enerjisinin klasik teoride

ngrld gibi dalga cepelerine dalm srekli bir enerji dalm eklinde deil de belirli

paketciklerde toplanm olduunu ngrd. Einstein bu ngrde bulunurken Planckn siyah

cisim radyasyonunu aklamak iin kulland varsaymdan ilham ald. Planck 1900 ylnda

siyah cisim radyasyonunun doasn aklamak iin, bir kovuk ierisindeki duran em dalga

kiplerinin enerjilerinin,

En = nh (1)

eklinde kuantumlu olduunu varsaymt. Bu formlde n bir pozitif tam say, em dalgann frekans ve h Planck tarafndan nerilen ve Planck sabiti olarak bilinen bir sabittir.

Einstein, Planckn varsaymnn yalnzca duran em dalgalar iin deil tm em dalgalar iin

geerli olduunu varsayd. Einsteinin varsaymna gre k, h enerjili kuantumlardan

meydana gelmitir. Biz bugn n kuantumlarna foton adn veriyoruz. Bir k demetinin

enerjisi E = nh eklinde verilir. n says demetin ka tane foton ierdiini gsterir ve k demetinin iddetini bu say belirler. Bu durumda tek bir fotonun enerjisini yalnzca frekans

belirleyecektir. Bu varsaym ile Lenardn deney sonularn aklamak mmkndr. ekil

5.3de bir sodyum metali zerine gnderilen k grlmektedir. ekil 3-(a)da k klasik

em teorideki gibi srekli enerji ak biiminde resmedilmitir. Byle kabul edildiinde

Lenardn deney sonular aklanamaz. ekil 3-(b)de ise Einsteinin varsaym dikkate

alnm ve k, fotonlardan oluan kesikli enerji ak olarak dnlmtr.

Einsteinin varsaym nl Amerikal deneysel fiziki R. A. Millikan tarafndan uzun

yllaryanllanmaya allmtr. Millikan, Einsteinin varsaymna, n klasik em dalga

teorisineaykr olduu gerekesi ile kar km ancak 10 yl sren deneysel almalar

sonrasnda,balangtaki beklentisinin tersine Einsteinin varsaymn dorulayan sonular

elde etmitir.

Millikan, Einsteinnin varsaymna dayanarak Planck sabitini yksek bir hassasiyetle

lmeyi baarmtr. Millikann fotoelektrik olay ile ilgili deneysel almalar Einsteinnin

varsaymn kantlayan nemli almalardan biridir. Bu almalar, Nobel komitesi tarafndan

Einsteinnin fotoelektrik olay ile ilgili varsaymn dorulayan yeterli bir kant olarak

grlm ve Einsteine 1921 ylnda Nobel fizik dl verilmitir. Millikan da fotoelektrik

olay ve elementer elektrik yk ile ilgili deneysel almalarndan dolay 1923 ylnda Nobel

fizik dl ile dllendirilmitir.

Einsteinin varsaym gerektende Lenard ve Millikann fotoelektrik olay ile ilgili elde

ettikleri deneysel sonular baar ile aklamaktadr. Bir fotonun enerjisini h olarak

aldmzda bir fotonun metal yzey tarafndan sourulmas, metaldeki bir elektronun

enerjisini h kadar arttrr. Enerjisi artan elektronlar hemen metal yzeyden ayrlamazlar

nk elektronlar metal yzeye balayan bir potansiyel enerji mevcuttur bu nedenle

elektronu metal yzeyden ayrmak iin W kadarlk bir i yapmak gerekir. Elektronun enerjisi

h kadar arttnda bu enerjinin W kadarlk ksm elektronu metalden ayrmaya harcanmaldr.

W ya metalin i fonksiyonu denir ve deeri metalden metale deiir. hW ise skm olacak ve geriye kalan h-W enerjisi ise

elektronun kinetik enerjisi halinde kendini gsterecektir. Bu durumda fotoelektronun kinetik

enerjisi,

KE=h-W (2)

olarak yazlabilir. Grld gibi fotoelektronun kinetik enerjisi yalnzca n frekans

ile dorusal bir ballk gsterir. Metal iin eik frekans ise,

(3)

eklinde olacaktr. Bu eik frekansndan daha dk frekansa sahip fotonlar, metalden

elektron skemezler ve fotoelektrik olay meydana gelmez. Ik demetinin iddeti arttnda

artan yalnzca demetin ierdii foton saysdr. Her bir fotonun enerjisinde ise bir deiiklik

meydana gelmez. Bu durumda metal yzeyden daha fazla sayda fotoelektron sklecek

ancak bu fotoelektronlarn kinetik enerjileri deimeyecektir.

Fotoelektronlarn kinetik enerjileri ile n frekans arasndaki ilikinin dorusal olduu

(2) bantsndan grlmektedir. Eer fotoelektronun kinetik enerjisinin fotonun frekansna

gre grafii izilirse, grafiin bir doru verdii grlr. Bu grafiin eimi Planck sabitini ve

grafiin frekans eksenini kestii nokta 0 eik frekansn verir. ekil 4de 1916 ylnda Millikan tarafndan elde edilen verilere dayanlarak izilmi kinetik enerji-frekans grafii

grlmektedir. Grafik beklenildii gibi dorusaldr ve grafiin eiminden Planck sabiti

h = 4,161015 eV.s olarak bulunur. Bu deer Planck sabitinin gnmzde bilinen deeri

olan h = 4,13566751015 eV.s den sadece % 0,7 kadar farkldr. Grafikten eik frekans ise

0 = Hz 4,39 1014 olarak okunur.

Soru: Bu eik frekans iin metalin i fonksiyonu ne olmaldr ?

ekil 4. Fotoelektronlarn maksimum kinetik enerjisinin foton frekansna gre grafii

ekil 5. EM dalgalarn spektrumu

(1) : AM radyo (2) : Ksa dalga radyo

(3) : Televizyon, FM radyo

(4) : Mikrodalgalar, radar (5) : Milimetre boylu dalgalar, telemetri

(6) : Kzlalt

(7) : Grnr k (8) : Ultraviyole

(9) :X nlar , nlar

ekil 6. EM spektrumun grnr blgesi ve renkler

Eer gnderilen n frekans sabit tutulup, plaka gerilimi deitirilirse ve plaka akm

llrse ekil 7 deki grafik elde edilir. Burada I3>I2>I1 olmak zere farkl k iddeti

iin Ip=f(V) bamll grlmektedir. Katot yzey maddesi ayn olduundan her k

iddeti iin de durdurucu gerilim ayndr.

ekil 7. Sabit frekans ve farkl k iddetlerinde plaka akmnn hzlandrc potansiyele

bamll

Gnderilen n frekansn ve iddetini sabit tutup katotun yzey maddesini deitirerek

deney yaplrsa ekil 8 deki gibi bir grafik elde edilir. Bu durumda farkl durdurma

potansiyeli beklenmelidir.

ekil 8 Sabit frekans, sabit akm ve deiken yzey maddesi iin Ip=f(V) grafii

Deney Dzenei ve leyii

Deney dzenei ekil 1deki gibidir.

ekil 1

1.Giriim filtreleri biri dierinden sonra gelecek ekilde fotoselin k giriine

yerletirilir.

2.Deneyde oluan birikintileri yok etmek iin her lmden nce fotoseldeki anot 10

saniye stlr.

3. Fotoseldeki termal denge yaklak 30 saniye sonra tekrar salanr ve bundan sonra

btn lmler yaplabilir. Ykselte elektrometre olarak kullanlr.

4. Ykseltecin yksen empedans girdisi lmler arasnda sfr dmesi ile

boaltlmtr.

Tablo 1

Sonu ve Yorumlar

1. grafiini iziniz.(lgili renklere karlk gelen dalgaboylar Tablo 1. de

verilmitir.)

2. Bu grafiin eiminden Planck sabitini bulunuz.

Sorular

1.Kuantum fizii ile klasik fizik arasndaki farklar nelerdir?

2.Karl bulunma ilkesini (correspondence principle) aklaynz.

V. DENEY: TERMAL RADYASYON SSTEM

Ama:

Stefan-Boltzman yasasnn gzlemlenmesi

Teori:

Isl ma on dokuzuncu yzylda fizikileri en ok megul eden konularn banda

geliyordu. Josef Stefan, John Tyndalln deneysel verilerinden faydalanarak 1879 ylnda

sl ma iddetinin scakln drdnc kuvvetine bal olduunu gzledi. Daha sonra

Boltzmann, termodinamik yasalarn kullanarak bu bulguyu teorik olarak da ispatlayarak

daha da salamlatrd. Deneyimizde de dorulayacamz bu yasann, yani Stefan-

Boltzmann yasasnn ifadesi yledir:

4I e T (1)

Burada I nmn iddetini ya da birim alan bana gc, e cisim yzeyinin nm

yayabilirlik katsaysn, ise Stefan-Boltzmann sabitini temsil etmektedir. e says 0 ile 1

arasnda boyutsuz bir saydr.

Stefan-Boltzman sabitinin deeri S.I.de yledir: 8 2 45.6703 10 Watt/m K

Isl ma yapan cisim, kendisinden daha souk bir ortamda ise mann bu ortamda

alglanan net iddetinin belirlenmesi iin Stefan-Boltzmann yasas

4 4net refI e T T (2)

biiminde kullanlr.

Stefan-Boltzmann yasas, teorik fizik tarihinin en nemli admlarndan biridir. Isl

may teorik bir temele oturtmu ve on dokuzuncu yzyln sonlarnda bir ok kuramcnn

karacisim masn bir dalm fonksiyonu ile ifade etmeye almasna nayak olmutur.

Kuantum mekaniinin k noktas olan 1900 tarihli Max Planckn makalesi de karacisim

masnn zmdr. Bu zmden yola karak, herhangi bir yaklatrma yapmadan

Stefan-Boltzmann yasasn tam olarak elde etmek mmkndr.

Deney Dzenei ve leyii

Deneyde kullanlan malzemeler unlardr:

Inm Detektr

Bu detektr, sl nmn bal iddetini

ler. Sensr olarak kullanlan termopil,

nmn iddetiyle orantl bir gerilim retir

ve bu gerilim, detektre balanan bir

voltmetreden okunarak iddet belirlenir.

lm yaplmad srada detektrn kapa

kapal tutulmaldr. Aksi takdirde termopilin

referans scakl kayarak sonraki

lmlerinizi etkileyecektir.

Stefan-Boltzmann Lambas

Stefan-Boltzmann lambas, deneyimizin yksek

scaklk ksmnda o3000 C ye kadar scaklk kayna

olarak grev yapar. Lamba 13 Voltun altnda

gerilimlerde ve 2 il 3 Amperelik akmlarda

kullanlmaldr. Lambann scakl aadaki

karakteristik bantyla belirlenir:

ref

ref

ref

R RT T

R

(4)

Burada T lambann scakl, R direnci, ref alt indisli byklkler de ortama ait

scaklk ve direntir. direncin scaklk katsaysdr. 3 14.5 10 K

Isl Inm Kb (Leslie Kb)

Leslie Kbnn deiik nmlar yayabilen drt ayr yz, oda scaklndan

o120 C ye dek scaklklara eriebilir. Her yznde scakln llmesi iin termoifte

balanmak zere teller bulunmaktadr. Kbn snmas iin ayarlanabilir potansiyometre

(dimmer) ile iddeti ayarlanabilen bir ampul kullanacaz.

Deney iki aamadan olumaktadr. Yksek ve dk scaklklar iin Stefan-Boltzmann

yasas salanmaya alacaktr.

Tablo 1.

A. Yksek Scaklk

Bu aamada kullanlacak olan deney dzenei ekilde gsterilmektedir.

Yksek scaklklarda ortamn scaklnn drdnc kuvveti filamann scaklnn

yannda ok kk kalaca iin 4I T formln kullanacaz.

1.Lambay amadan evvel oda scakln refT ln. Bu lm bir sonraki aamada

da kullanlacaktr.

2. Dzenei kurarak eitli gerilim deerleri iin ampermetre ve voltmetredeki

deerleri okuyun.Bu deerleri Tablo 2e kaydedin.

3. Deer okuma ilemini hzl yapmaya dikkat edin. Detektr kapandaki kilit

halkasn lmlerinizi seri alamyorsanz kullanmayn. Bylece detektrn scakl sabit

kalacaktr.

4.Ohm kanunu yardmyla her gerilim deeri iin filamann direncini hesaplayn.Bu

deerleri Tablo 2e kaydedin.

5.Lambann karakteristik denklemini kullanarak scakl hesaplayn. Bu deerleri

Tablo2e kaydedin.

B. Dk Scaklk

Bu ksmda kullanlacak dzenek de yledir:

Artk kaynan scakl ortamn scaklndan ok byk olmad iin kullanacamz

forml 4 4refI e T T olacaktr.

1.ekildeki dzenei kurun. Radyasyon sensrn kpten 3-4 cm uzakta tutun.

2. Radyasyon kb kapal iken oda scaklnda kbn i direncini ve b deeri

kaydedin.

3. Kbn altrn ve gcn 10a getirin.

4. Kbn i direnci yaklak 200 Ohma geldiinde lambay kapatn. Scaklk derken

ohmmetrede deien her dire deerine karlk gelen sensrde llen nm iddetini

tablo 3.ye kaydedin.

5. Bu diren deerlerine karlk gelen scaklklar (Tc ) tablo 2 den bulup, Kelvin

cinsinden (Tk ) tablo 3e kaydedin.

Sonu ve Yorumlar

A. Yksek Scaklk

Tablo 2

- 4( )I f T grafii izerek eimini bulun.

B. Dk Scaklk

Tablo 3

- 4I f T grafiklerini izin

VI. DENEY: IIK HIZININ LM

Ama

Hava ortamnda k hznn llmesi.

Teori

Ik ve dier elektromanyetik dalgalarn bolukta ilerleme hz Maxwell denklemleri yardmyla

olarak verilir. Burada 0 =8.854x10-12

F/m boluun dielektrik geirgenlii; 0 =1.257x10-6

H/m boluun manyetik geirgenliidir. In farkl bir ortamdaki ilerleme hz ise, b ve b

srasyla ortamn bal dielektrik ve manyetik alan geirgenlii olmak zere

ile verilir. Ortamn krlma indisi ise n boluktaki ve ortamdaki hzlarnn oranna eittir:

ekil 1deki deney dzenei yardmyla n hava veya farkl ortamlardaki hzlar

llebilir. Bu dzenek, cetvelli optik dzlem zerine yerletirilen k hz lm nitesi,

osiloskop, hareketli ayna ve merceklerden olumaktadr. Ik hz lm nitesinde, k yayan

diyot (LED) ve k alan diyot (fotodiyot) bulunmaktadr. Hareketli ayna ve mercekler

araclyla, k yayan diyottan kan k nlarnn belirli bir yol aldktan sonra fotodiyot

zerine dmesi salanr. Ik yayc sinyali ile alc sinyali arasndaki faz fark, n ald

yola baldr. Bu yol llerek k hz hesaplanabilir. Bir osiloskop kullanlarak oluan faz

fark Lissajous ekli ile gzlenir. ekil dz izgi halinde iken pozitif eimli izgi iin faz fark

0 (sfr), negatif eimli izgi iin faz fark dir.

ekil 1. Ik hz lm dzenei

Hava ortamnda k hzn lmek iin, n ald yol

ile bulunur. Burada f kullanlan k kaynann modlasyon frekansdr. Ik hznn hava

ortamnda hesaplanan gerek deeri 3x108

m/s dir.

ekil 2. Hava ortamnda k hz lm emas

ekil 3. Farkl ortamlarda k hz lm emas

In su ve farkl ortamlarda hz, havadaki hz ile karlatrlarak bulunabilir (ekil 3). lk

lmde k farkl bir ortam ierisinden geerken

olarak bulunur. In su srasyla, 2.248x108

m/ olarak bilinmektedir. Ayrca suyun krclk

indisi 1.333 dir.

Deneyin Yapl

1. Hava ortamnda k hznn lm iin ekil 1 de verilen deney dzenei kurulur.

Hareketli ayna ve mercekler yardmyla gelen ve yansyan k nlar yatay zemine paralel

olacak ekilde ayarlanarak, alc diyota maksimum sinyalin ulamas salanr.

2. Ik hz lm nitesi krmz k yayan diyot lamba (LED) sahiptir. Alc ve verici

sinyallerinin osiloskopta gzlenebilir hale getirmek iin lambann modlasyon frekans 50.1

MHz den yaklak olarak 50 kHz e kadar drlr.

3. Hareketli ayna, k hz lm nitesine mmkn olduunca yaklaacak ekilde

yerletirilir (Cetvelli optik dzlemin 0 noktasna).

4. Ik yayc sinyali ile alc sinyali arasndaki faz fark Lissajous ekli olarak osiloskopta XY

modunda gzlenir.

5. Ik hz lm nitesinin faz ayar dmesi ile Lissajous ekli, dz bir izgi haline getirilir.

6. Faz fark oluncaya kadar hareketli ayna cetvelli optik dzlem zerinde kaydrlarak,

aynann yerdeitirmesi llr (ekil 2). lmler tekrarlanarak, Tablo 1e ilenir. x

7. In hava ortamndaki hz, (6) bants kullanlarak hesaplanr. Burada krmz k iin

modlasyon frekans f= 50.1 MHz dir.

8. Hava ortamnda k hznn gerek deeri kullanlarak bal hata hesab yaplr ve Tablo

1e ilenir.

9. In su iinde hznn bulunmas iin, su ile doldurulmu 1 m uzunluundaki silindirik tp

yansyan k nlarnn yoluna yatay olarak yerletirilir. Bylelikle her iki ucunda cam

pencereler bulunan tpten n paralel gemesi salanr (ekil 3).

10. Hareketli ayna silindirik tpn hemen arkasna yerletirilir.

11. Ik hz lm nitesinin faz ayar dmesi ile osiloskop ekrannda yine dz bir izgi elde

edilir.

12. Ik yoluna yerletirilen tp kaldrlr ve ayna Lissajous ekli tekrar ayn faz farkn

verinceye kadar kaydrlr (ekil 3).

13. Aynann x yerdeitirmesi birka kez llerek sonular Tablo 2ye ilenir.

14. Deneyde k=0 durumu iin (12) bants

kullanlarak n sudaki hz ve suyun krlma indisi deerleri hesaplanr.

15. Bal hata hesab yaplarak sonular Tablo 2ye ilenir.

16. In sentetik reine iinde hznn bulunmas iin, 30 cm uzunluundaki sentetik reine

etkin yzeyleri yola dik olacak ekilde yerletirilir.

17. Deneyin 10-15 admlar tekrarlanr. In reine ortamndaki hz ve reinenin krlma

indisi hesaplanr ve sonular Tablo 3e ilenir.

Sorular 1. In hzn neler etkiler? Aklaynz.

2. Lissajous ekli nasl oluur? Aklaynz.

3. Faz fark 0 (sfr), ve herhangi bir durum iin Lissajous eklini iziniz.

4. In hz nasl deitirilebilir?

VII. DENEY: ELEKTRON SPN REZONANS (ESR veya EPR)

Ama

Difenilpikrilhidrazil (Diphenylpikrylhydrazyl, DPPH) rnei ile ESR dzenei kullanarak

serbest elektronun g-faktrn ve sourma izgisinin yar geniliini belirlemek .

Teori

Atomik sisteme 0B

d magnetik alan uygulandnda, atomun

magnetik momenti ve

d alan arasndaki etkileme sonucu atomik enerji seviyeleri yarlr. Bu etkileme iin

potansiyel enerji

cos00 BBV

(1)

ile verilir. ,

ve 0B

arasndaki adr.

A) Elektron spininin olmad tek elektronlu atoma dzgn magnetik uygulandn

varsayalm (normal Zeeman etkisi). Elektronun ekirdek etrafndaki yrngesel hareketinden

doan yrngesel magnetik momenti, elektronun L

yrngesel asal momentumuna

baldr:

Lm

eg

2

= L

(2)

Son denklemdeki g ve , elektronun yrngesel hareketi iin sras ile Land g faktr

ve jiromagnetik orandr. zBB 00

alnr ve Denklem 2, Denklem 1de yerletirilirse

magnetik alanla etkileme Hamiltonian iin

zz LBLBm

egV 00

2 (3)

elde edilir. 0B

, L

, ve zL nin ynelimleri ekil 1de grlmektedir. ve n kuantum

saylar ile belirtilen durumdaki elektron iin mLz yazlabilir. Buradaki m =- ,-

+1, ., -1, olmak zere 2 +1 deer alabilen yrngesel manyetik kuantum saysdr.

Bylece magnetik alanla etkileme enerjisi

mBgmBm

egV B 00

2 (4)

deerlerini alabilir. Denklemdeki m

eB

2

byklne, Bohr magnetonu denir. Saf

yrngesel manyetik moment iin g Land g faktr 1dir ( g =1).

ekil 1. Vektrlerin ynelimleri. ekil 2. Magnetik alann fonksiyonu olarak

serbest elektronun enerji halleri.

B) Dzgn magnetik alan iinde bulunan yaltlm bir elektron gz nne alalm (elektron

spin rezonans). Elektronun spini sonucu sahip olduu s

spin magnetik momenti, elektronun

S

spin asal momentumu ile orantldr:

Sm

egss

2 = Ss

(5)

Buradaki sg ve s , elektron spini iin sras ile Land g faktr ve jiromagnetik orandr.

Serbest elektron iin sg =2.0036 dr. zBB 00

alnrsa magnetik dipoln magnetik alanla

etkileme Hamiltonian iin

zszss SBSBm

egV 00

2 (6)

yazlabilir. Elektronun spin kuantum says s ise magnetik spin kuantum says sm ;

ssss ,1,...,1, deerlerini alabilir. Serbest elektron iin s =1/2 ve sm = 1/2

olduundan magnetik alanla etkileme enerjisi

2/00 BgmBgV BssBss (7)

deerlerini alabilir. Elektronun magnetik momenti alana paralel )2/1( sm veya zt paralel

)2/1( sm ynelebilmekte ve herbir ynelime karlk enerjiler farkl olmaktadr. ekil

2de bu enerji seviyelerinin d magnetik alanla deiimleri grlmektedir. Bylece magnetik

alan uygulamadan nceki enerji seviyesi ikiye yarlmaktadr. st ve alt enerji seviyeleri

aral (enerji seviyesindeki yarlma)

E 000 )2/(2/ BgBgBg BsBsBs (8)

deerinde olup uygulanan magnetik alanla orantldr. iftlenmemi elektron, hf enerjili

elektromagnetik may sourarak veya salarak iki enerji seviyesi arasnda gei yapabilir.

Geiin gerekleebilmesi iin

E 0Bghf Bs (9)

rezonans koulu salanmaldr. Laboratuardaki ESR deneyinde kullanlan mikrodalgalarn

frekans 146 MHz tir. Rezonans frekans f ve uygulanan dzgn 0B alan bilindiinde sg

faktr belirlenebilmektedir.

ESR deneylerinde serbest radikaller gibi iftlenmemi spin (paramagnetik merkez)

ieren molekllere sabit frekansl mikrodalgalar gnderilir. D 0B magnetik alan, ms = +1/2

and ms = 1/2 enerji durumlar aral genileyerek hf mikrodalga enerjisine eit

oluncaya kadar artrlr. Bu koullar altnda iftlenmemi elektronlar, iki spin hali arasnda

gei yapabilir. Serbest radikalller topluluu termodinamik dengede ise istatistik dalm

kT

hf

kT

EE

n

n altst

alt

st expexp (10)

Boltzmann dalm ile betimlenir. T, mutlak scaklk ve k ise Boltzmann sabitidir. stn

ve altn , sras ilke st ve alt enerji seviyelerinde bulunan paramagnetik merkezlerin saysdr.

Denklem 10a gre st enerji seviyesindeki nfus daha az olacandan alak enerji

seviyesinden yksek enerji seviyesine gei (sourma), tersi geiten daha olasdr ve net

enerji sorulmas gerekleir. Dk enerjili halin nfusuna ve gei matris elemanna bal

olan bir olaslkla gei gerekletirinde osiloskop ekrannda sinyal oluur.

Gerek sistemlerde rnein serbest radikallerde elektronlar serbest deildir. Bu

nedenle iftlenmemi elektron, asal momentum kazanabilir veya kaybedebilir ve g

faktrnn deeri, serbest elektronunkinden farkldr. iftlenmemi elektronun evresi ile

etkilemesi, spektral izginin eklini deitirir.

Bu deneyde analiz edilecek rnek, paramagnetik DPPH (Diphenylpicrylhydrazyl)

serbest radikalidir ve ekil 3te grlmektedir.

ekil 3. Paramagnetik DPPH serbest radikali. ekil 4. ESR cihaznn lm kprs

C) iftlenmemi elektron spinine ve yrngesel asal momentuma sahip atoma

zBB 00

magnetik alan uygulanrsa, ekirdek spini ile etkileme ihmal edildiinde, Land g

faktr

)1(2

)1()1()1(1

jj

ssjjg j

(11)

olmak zere d alanla etkileme enerjisi iin

jjBJ mBgV 0 (12)

yazlabilir (Anormal Zeeman etkisi). J , toplam asal momentum kuantum saysdr ve

toplam magnetik kuantum says jjjm j ,...,1, deerlerini alabilir. Elektron spin

rezonans deneyinde magnetik geiler iin seim kural 1 jm dir ve sourma koulu

0BghfE jB dr.

DENEYN YAPILII

ekil 4te grlen simetrik beslemeli kpr devresi, bir kolunda R direnci dierinde

rezonatr iermektedir. Spin rnei rezonatrn bobini iine yerletirilir. Her iki kolun

kompleks impedans eitlenince kpr dengeye gelir ve a ile b noktalar arasnda potansiyel

fark kalmaz. Helmholtz bobinlerinden geen akm deitirilerek rnein iinde bulunduu

dzgn magnetik alan deitirilir. Eer d alan, rezonans koulunu salayan deere

ayarlanrsa kpr dengesi bozulur ve a ile b noktalar arasnda potansiyel fark dorultularak

ykseltilir. Magnetik alan, 50 Hz frekansl alternatif akmla (gerilim 2V) modle edilirse,

saniyede 100 kez rezonans noktasndan geilir (ekil 5)

ekil 5. Toplam magnetik alann B0 ve B~ dzgn ve alternatif bileenleri vardr. B0 alan

rezonans koulunu saladnda (B0= Br) osiloskopta sinyal grnr.

nce kpr dengeye getirilmelidir. Bunun iin d magnetik alan uygulanmadan

rezonatr zerindeki R dnen anahtar merkezi konumuna ve C dnen anahtar ise en soldaki

durma konumuna getirilir. ESR g kaynann kpr dengeleme (Brcken Abgleich)

dmesine baslr, osiloskop girii d.c. ye ve 1 V/cm ye ayarlanr. Daha nce GND modunda

osiloskop ekrannda grlen tek lkl nokta, konum (Position) dmesi ile koordinat

eksenlerinin balang noktasna tanm olmaldr. Ekranda grlen yatay izgi, Zero

dmesi ile sfra getirilir.

Sourma sinyalini aratrmak iin bobin akm 1.3 Ae ayarlanr, dmesine

baslr ve yine Zerodmesi ile ekrandaki sfr izgisi merkeze alnr. Srekli Zeroile

dzelterek C dmesi ile sinyal aratrlr. Sinyal grnr grnmez, iki izgi Phase

dmesi ile aktrlr. Rezonatrn rezonans frekans, osilatr frekansna eit deilse sinyal

asimetrik grnr. Osiloskopta maksimum genlikli simetrik sinyal elde edinceye kadar C

dmesi ile rezonatr tonlamas yaplr. Sinyal ykseklii 8-10 cm olana kadar osiloskop

duyarl artrlr. Bobindeki d.c. akm deitirilerek, minimumu y-ekseni zerinde olacak

ekilde sinyal ekran merkezine alnr. Bu srada gerekirse Phase dmesi ile dzeltme

yaplr. Devreden geen d.c. akm deerinden Br rezonans alan hesaplanr.

Sinyal, x-ekseni sinyal yksekliinin yarsndan geecek ekilde ayarlanr ve alternatif

gerilim modulasyonu kaldrlrsa bobindeki d.c akm yavaa deitirerek hareket eden

lekenin x-eksenini kestii iki akm deeri llr. Bu akmlarn fark sinyalin yar geniliini

verir. Aada deneyin admlar daha ayrntl anlatlmaktadr.

Land g-faktrnn belirlenmesi

- Universal g kayna n yznde bulunan, doru gerilimi ayarlayan V etiketli dnebilen

dmeyi sfra getiriniz. Bu gerilime karlk akm ayarlayan A etiketli dmeyi saa

evirerek 5 amper deerine ayarlaynz.

- Alternatif gerilimi 2 volta ayarlaynz (bu deer 50 hertzlik frekansa karlktr).

- ESR sinyalinin osiloskopta gzlenmesi iin doru gerilim, alternatif gerilimle st ste

bindirilir.

- Universal g kaynan, ESR g kaynan ve osiloskopu altrnz.

- ESR g kaynann kpr dengeleme (Brcken Abgleich) dmesini bastrnz.

- ESR rezonatrnn R dnen anahtar, orta konumunda olmal ve C dnen anahtar ise en

soldaki durma konumuna getirilmelidir.

- Osiloskopta X-Y modunu seiniz.

- X kanal iin GND modunu, Y kanal iin d.c modunu seiniz.

- Her iki kanal iin de sinyal duyarl 1 V/cm olmaldr.

- Bu durumda osiloskop ekrannda tek bir nokta grmelisiniz. Bu noktay, konum (Position)

dmesi ile koordinat eksenlerinin balang noktasna taynz.

- ESR g kaynann kpr dengeleme (Brcken Abgleich) dmesinin sandaki (zerinde

~ iareti olan) dmeyi bastrnz. Osiloskopta yatay bir izgi grmelisiniz.

- Universal g kaynann doru gerilimini, dijital multmetre 1.3 amper civarnda bir akm

gsterinceye kadar artrnz.

- Rezonatr zerindeki C dmesini, osiloskopta bir sinyal grnceye kadar dikkatli ekilde

saa dndrnz. Bu srada, ekranda daha iddetli bir sinyal elde etmek iin osiloskopun X ve

Y kanallarnn duyarl 0.5 V/cm ye veya daha yksee artrlabilir.

ekil 6. Deney dzenei.

-Sinyal grnr grnmez, iki izgi, ESR g kaynann faz (Phase) dner dmesi ile

aktrlr.

- Rezonatrn C dmesi ile mmkn olduunca simetrik sinyal elde edilmeye allr.

- Universal g kaynandaki doru gerilim drlerek osiloskop ekranndaki sinyalin

minumumu, osiloskopun Y ekseni zerine getirilir. Bu srada sinyalin simetrikletirilmesi iin

yine rezonatrn C dmesi kullanlr.

- Ekrandaki sinyal, ekil 7dekine benzediinde iyi bir rezonans sinyali elde etmi olursunuz.

- Dijital multimetreden Ir rezonans akmn okuyunuz ve sonular ksmna yaznz.

ekil 7. Rezonans sinyali.

Yar band geniliinin belirlenmesi

- Konum (Position) dmelerini evirerek x eksenini, sinyal yksekliinin yarsna gelecek

ekilde ayarlaynz.

- Sinyalin X ekseni ile sada ve solda kesitii noktalarn X deerlerini okuyunuz ve sonular

ksmna yaznz.. Ayrca osiloskoptaki X ve Y kanallarnn duyarln da sonular ksmna

yaznz Bu ilemler sresince osiloskoptaki X ve Y kanallarnn duyarln deitirmeyiniz.

- . Kesime noktalar arasndaki uzaklk amper olarak yar band geniliini verir. Bu amala

alternatif gerilimi keserek rezonatr doru gerilime balaynz (yani, doru gerilim giriini

alternatif gerilim giriine balayan krmz kabloyu devreden karnz ve rezonatrn mavi

balant kablosunu artk serbest olan doru gerilim giriine balaynz.

- ESR g kaynandan osiloskopun X kanalna bal olan BNC kabloyu sknz ve

sktnz ucu adaptre balaynz. (ekil 3).

- Adaptr, universal g kaynann doru gerilim giriine balaynz. Bu lm srasnda X

ve Y kanallarnn duyarln deitirmeyiniz.

- Osiloskopta tek bir nokta gzknceye kadar doru gerilimi deitiriniz. Grlen noktann

yerini, konum (Position) dnen dmesi ile X ekseni zerine taynz. Universal g

kaynandaki doru gerilimi deitirerek, bu noktay daha nce belirlediiniz iki kesime

noktasndan biri zerine hareket ettiriniz.

-Dijital multimetre zerinde akm okuyunuz ve sonular ksmndaki I1 karsna yaznz.

- Noktay, dier kesime noktasna taynz ve akm deerini sonular ksmnda I2 karsna

yaznz.

SONULAR

Hesaplarda kullanlacak parametreler:

W= Helmholtz bobinlerindeki sarm says= 241; R= Bobinlerin yarap=0.048 m,

0 =Boluun manyetik geirgenlii= 4 .10-7

Tm/A

f= ESR rezonatr iinde, uygulanan elektromanyetik dalgann frekans= 146MHz

Bobinin iinde oluan manyetik alan=B =125

80

R

wI = 0.00451 Ir

B =Bohr magnetonu= 9.27.10-24

m2A , h=6.626.10

-34 J.s

jg =

I1=

I2=

Yar band genilii=

rrr

r

j IIBB

fhg /414.2).00451.0/(01044.00.01044/

B

VIII. DENEY:ZEEMAN DENEY

Ama:

Bu deneyde,

Zeeman etkisi yani atomlarn spektral izgilerinin magnetik alan iinde

ayrmalarnn incelenmesi,

En basit ayrma yani "normal Zeeman etkisi" bir spektral izgisinin magnetik

alan iinde bileene ayrlmas ve normal Zeeman etkisi kadmiyum spektral

lambas kullanlarak gzlenmesi,

Kadmiyum lambas farkl magnetik ak iddetleri iinde ve kadmiyumun

krmz izgisinin (643.8nm dalga boylu) Fabry-Perot giriimmetresi

kullanlarak incelenmesi,

Sonularn deerlendirilmesi ile Bohr magnetonu hassas bir ekilde elde

edilmesi amalanmtr.

Teori

1862 ylnn balarnda Faraday tarafndan alevin renkli spektrumunun magnetik

magnetik alandan etkilendii gzlemlendi. Fakat bu baarl bir deney deildi. 1885 e

Belikal Fievezin deneyine kadar bu konuda baarl bir deney yaplamad. Fakat bu deney

de unutuldu ve bu tarihten 11 sene sonra Lorentz le birlikte alan Hollandal Pieter Zeeman

tarafndan baarl bir deneyle k spektrumunun magnetik alandan etkilendiini yapt

deneyle aklad.

Atom spektrumunun magnetik alan iinde ayrmas

Atomik kabuun teorisinin gelitirilmesinde nemli olan bu deney, artk renci

laboratuarlarnda modern donanmlarla gerekletirilebilmektedir. = 643.8 nm dalgaboylu

Cd-spektral izgisinin magnetik alan iinde izgiye ayrlmas, ki bu olay Lorentz z

olarakta adlandrlr, Cd-atomunun (Cd atomunun 48 elektronu 2 8 18 18 2 eklinde

yrngelere yerleir) toplam spininin S = 0 olduu tekli sistemini gsterir.

Manyetik alann yokluunda 643.8 nm sadece enerji seviyeleri arasnda sadece D=> P

arasnda tek elektronik gei mmkndr, bu ekil 1 de gsterilmektedir.

Manyetik alann uygulanmas durumunda atomun enerji seviyeleri 2L + 1 tane bileene

ayrlr.Bu bileenler arasnda mal geiler mmkndr ancak bunlar iin salanmas

gerekenseim kurallar aadaki gibidir:

ML= +1; ML= 0; ML= 1

Yukardaki koullar salayan toplam dokuz tane izinli gei vardr. Bir gruptaki tm

geiler ayn enerjiye dolaysyla ayn dalgaboyuna sahip olacak ekildedir. Bu 9 gei her

grupta gei olacak biimde grupta toplanabilir. Bu yzden magnetik alan artrldnda

spektrumda sadece izgi grlebilecektir.

ekil 1. Manyetik alanda bileenlerin ayrlmas ve izinli geiler

lk grup ML = 1 koulunda manyetik alana dik olarak kutuplanan n s-izgisini verir.

Orta grup ML =0 , -izgisini verir. Bu k alann ynne paralel olarak kutuplanr. Son

grup ML = + 1, -izgisini verir, Cd manyetik alana dik olarak kutuplanmtr.

Analizr yokluunda izgi ezamanl olarak grlebilir. Manyetik alan yokluunda

gzlenen her halka, manyetik alan uygulandnda halkaya daha ayrlr. In geldii yol

zerine bir analizr eklenirse, eer analizr dikey konumdaysa sadece iki -izgisi

gzlenebilir, eer analizr yatay konuma dndrlrse sadece -izgisi grnr (enine

(transverse) Zeeman etkisi). Kutup ayaklar delikli olduundan elektromagnet 90

dndrlerek spektral lambadan alana paralel ynde gelen kla da allabilir. Bu n

dairesel kutuplu olduu gsterilebilir. Analizr konumu ne olursa olsun, manyetik alan

yokluunda gzlenen halkalarn her biri manyetik alan varlnda srekli olarak iki halkaya

ayrlr (boyuna Zeeman etkisi). ekil 2 de bu olay zetlenmitir.

Enine Zeeman etkisinin iki -izgisinin gzlenmesi iin elektromagnetler ters

evrildiinde, manyetik alan iddetinin (magnetic field strength) artmasyla ayrlma

byklnn artaca kolaylkla grlebilir. Dalgaboyunun says ynnden bu dalmn

nicel lm iin Fabry-Perot giriimmetresi kullanlr.Fabry-Perot giriimmetresi yaklak

olarak 300000 znrle sahiptir. Bu, yaklak 0.002nm dalgaboyu deiimi hl

saptanabilir demektir.

ekil 2. Boyuna ve enine Zeeman etkisi

Giriimmetre, i yzeyi ksmen yanstmal katmanla kaplanm iki paralel dz cam plakadan

oluur. ekil 3 de gsterildii gibi aralarnda t mesafesi bulunan iki ksmi gei yzeyi (1) ve

(2) ele alalm. Bu levha normalleri ile as yapacak ekilde gelen n AB, CD, EF, vb.

nlarna ayrlacaktr, iki bitiik nn dalga cepheleri arasndaki yol fark (rnein AB ve

CD);

= BC + CK

kadardr. Burada BK, CD nin normalidir.

CK = BC cos 2 ve BC cos = t

= BCK = BC (1 + cos 2) = 2 BC cos2 = 2 t cos

elde edilir ve yapc giriimin olumas iin gerekli koul:

ekil 3. Giriimmetrenin (1) ve (2) paralel yzeylerinden geen ve yansyan nlar.

Giriimmetre aral t dir.

n=2tcos

forml ile verilir. Bu formlde n bir tamsaydr. Eer ortamn krlma indisi 1 ise, eitlik

aadaki ekilde deiecektir:

n=2tcos (1)

Denklem 1 temel giriimler denklemidir. ekil 4 de gsterildii gibi odak uzakl f olan

mercein kullanlmasyla B, D, F paralel nlarn bir odakta toplayalm.

ekil 4. Fabry-Perot giriimmetresinden grnen klarn odaklanmas.

Giriimmetreye

as ile gelen k yarap r = f olan halka zerine odaklanr, burada mercein odak

uzakldr.

, denklem 1 i saladnda, odak dzleminde parlak halkalar gzkecektir ve bu halkalarn

yaraplar

rn = f tan n = n (2)

eklinde olacaktr.

nin kk deerleri iin, rnein hemen hemen optik eksene paralel olan nlar iin;

Son olarak aadaki eitlikler elde edilir.

Eer n parlak saakla uyuuyorsa, n tamsay olmaldr. Ancak, merkezde (cos = 1 veya =

0 denklem [1] ) giriimi veren n0 genellikle tamsay deildir. Eer n1 ilk halkann giriim

srasysa aka n1 < n0 dr nk n 1 = cosn1n0 . Bylece

n1 , n0 dan kk olan ve n0 a en yakn olan tamsaydr. Bylece, genellikle desenin p-inci

halkas iin iten da aadaki gibi verilebilir,

Denklem-4 2 ve 3 denklemleriyle birletirirsek, halkalarn yaraplarn elde ederiz, np r iin

rp yazarsak;

Bitiik halkalarn yaraplarnn kareleri arasndaki fark sabittir.

rp 2

nin p ye gre grafiinin izilmesi ve rp 2

= 0 ekstrapolasyonu ile belirlenebilir.

imdi,eer spektral izginin birbirlerine yakn la ve lb dalgaboylu iki bileeni varsa, merkez a ve b de kesirli dzenlemelere sahip olacaklardr.

Burada n1,a, n1,b ilk halkann giriim srasdr. Bundan dolay, eer halkalar tm

dzenlemelerle n1,a = n1,b rtmyorsa, iki bileen arasndaki dalga saylarnn fark basite;

ve

DENEYN YAPILII

Elektromagnet (elektromknats) dner tabla zerine konulur ve kadmiyum lamba iin

yeterli arala (9-11mm) sahip olacak ekilde delikli iki kutup aya ile monte edilir.

Manyetik ak oluturultuunda, ak bobinlerinin hareket etmemeleri iin kutup ayaklar ok

iyi sktrlmaldr. Cd-lamba, kutup ayaklarna dokunulmadan bolua yerletirilir ve

spektral lamba iin g kaynana balanr. Elektromagnet sarmlar (bobin) paralel olacak

ekilde balanr ve ampermetre yoluyla 0 dan 12 Amper ve DC 20 Volt a kadar deiebilen

g kaynana balanr. 22000 mF lk bir kapasitr g kaynann k ularna paralel

balanarak DC gerilimdeki oynamalar azaltmak iin kullanlr. Deney dzenei ekil 5a ve

5b de verilmektedir.

Ray zerindeki tezgahta bulunan optiksel elemanlar aada verilmektedir (parantez iindeki

deerler cm biriminde yaklak olarak konumlar belirtir):

(80) CCD-Kamera

(73) L3 = +50 mm

(68) Skalal ekran (sadece klasik versiyonda)

(45) Analizr

(39) L2 = +300 mm

(33) Fabry-Perot Giriimmetresi

(25) L1 = +50 mm

(20) Iris diyafram

(20) Dner tabla zerinde bobinlerin arasna yerletirilen Cd-lamba.

ekil 5a. Zeeman etkisi iin deneysel dzenek.

ekil 5b. Kamerasz Zeeman deney dzenei.

Balang ayarlar ve boyuna Zeeman etkisinin gzlemlenmesi iin iris diyafram gzard

edilir yani tam ak tutulur. Enine Zeeman etkisinin gzlenmesi srasnda, Cd-lamba

tarafndan iris diyafram n az gemesi iin daraltlr ve k kayna gibi davranr.

Giriimmetrede birletirilen L1 mercei ve odak uzakl f=100 mm olan mercek Cd

lambadan gelen nlar paralel hale getirerek Fabry-Perot giriimmetresi iin uygun giriim

deseninin olumasn salar.

Etalon filtre 643.8 nm lik krmz kadmiyum izgisinin gemesini salar. L2 mercei

tarafndan oluturulan giriim halkalar L3 mercei ile skalal bir ekran veya burada CCD

kamera ile grntlenir. Halka aplar CCD kamera kullanlarak llebilir. Bu ilem CCD

kamera ile verilen yazlm ile yaplmaktadr. CCD kamerasz Zeeman deneyinde giriim

deseni, milimetrenin 1/100 i duyarllkla yatay ynde yerdeitirebilen kaydrma az zerine

monte edilmi lekli ekran zerine drlr. Bu dzenekte sfr kabul edilen bir noktadan

ekran hafife kaydrlarak lmler yaplabilir.

Balang ayarlar:

Cd lamba nn getii delik tabla ayaklarnn bast yerden 28 cm yukardadr. ris

diyafram ve CCD kamera hari tm elemanlar monte edilmi olan optiksel tezgah, iris

diyaframnn nceki konumuyla kutup ayaklarnn k deliinin birisi akacak ekilde

elektromagnete yaklatrlr. L1 mercei, odak dzlemi k delii ile akacak ekilde

ayarlanr. ekil 6 da gsterilen tm optiksel elemanlar ykseklikleri uyuacak ekilde

yeniden dzenlenir. Bobinlerin akm yavaca 8 A e kadar artrlr (Cd lambann iddeti

artrlr) ve giriim halkalar L3 mercei ile gzle bile grlebilir hale gelir.

ekil 6. Optiksel bileenlerin sralan (alttaki rakamlar cm cinsinden konumlar

belirtmektedir).

Son olarak optiksel tezgaha 8 mm odak uzaklkl mercee sahip bir CCD kamera eklenir

ve bilgisayar ekrannda halka deseni belirir. Halkalarn en belirgin grntleri belirene kadar

eim ve oda en iyi ekilde yatay ve dey dzlemde ayarlanr. Kamera ve yazlmn

kuruluu ve kullanm iin el kitabna baknz.

Kamerasz deney dzeneinde ekran yatay dorultuda hareket ettirilerek halkalarn

grnmesi salanr (ekil 5b)

Elektromagnet 90 dndrlr, iris diyafram eklenir ve analizr, -izgisi tamamen yok

oluncaya ve iki -izgisi aka grlebilene kadar evrilir.

Aklama: Deney sonularn iyi deerlendirebilmek iin ncelikle sarm akmna kar

manyetik ak younluunun kalibrasyon erisine baklmaldr. Elinizde kalibrasyon grafii

yoksa bir teslametre ile lmler alnarak akm-magnetik ak younluu grafii elde edilir.

ekil 7 de kalibrasyon grafii verilmektedir. Grafie bakarak lmlerin hangi akm

deerlerine kadar dorusal olarak deitii grlmektedir. ekil 7 erisi Cd-lamba

yokluunda iki bobinin arasndaki yerde magnetik ak younluunun bobinlere uygulanan

akma gre deiimine bal olarak llmtr. Bu merkezdeki deerler dzgn olmayan ak

dalmnn hesabnda %3.5 artrlarak kullanlmtr.

ekil 7. ki bobinin arasnda (bobinler aras uzaklk 8mm) tam ortada magnetik ak

younluu B nin Cd-lambann olmad durumda bobinlere uygulanan akma gre

deiimi.

lm ve Deerlendirilmesi

1. Halka desenin yukardaki kurulum blmnde akland gibi tam anlamyla uygun

olarak kurulmasnn salanmasyla, halkalarn yaraplarnn farkl manyetik ak

younluklarnda llmesi salanabilir. Denklem 10 u kullanarak dalga saylarndaki uyuma

fark n belirlenebilir. ki admda belirlenir: birincisi farkl sarm akmlar/manyetik alan

iddetlerinde halka desenlerinin resimleri alnr. kinci admda, bu resimlerdeki halka aplar

llr.

Kameradan canl resim alabilmek iin mensnden seilir.

Capture window mensnde, grntnn kontrast,parlakl ve doygunluu (saturation) gibi

ayarlar mensnden seildiinde elde edilen men

yardmyla optimize edilebilir.

Grnt kalitesi ve belirli sarm akm en iyi ekilde elde edildiinde,

menden

seilerek resim alnr. Bu ilem yakalama ilemini kapatr ve resim

uygulamann ana penceresinde grlr. Bu admda, seenei kullanlarak resmin

ekildii sarm akm deeri yazlr. Bu daha sonradan oluabilecek karklklar nler.

Bu admlar farkl manyetik alan deerleri iin rnein 5 A, 6 A, 8 A ve 10 A sarm

akmlariin tekrarlanr. ncelikle bu resimler toplanr, mensnden

seilerekhalkalar yaraplarnn llmesine balanr. Resim zerinde mouse srklenerek

daire izilir.

Bu daire en iteki halkayla mmkn olduunca uygun olacak konum ve ebatlarda fit edilir.

Dairenin yarap, alan ve evre uzunluu resmin altnda kk bir kutuda tablo halinde

gsterilir(ekil-8). Burada yarap r1,a bizim iin nemlidir. Bu deneyde birimlerin nemi

yoktur, bu kamerann kalibrasyonu iin herhangi bir ilem yaplmasna gerek olmadn

gsterir. Resimde izilen daireler tm halkalara fit edilerek r1,b; r2,a; r2,b; r3,a. yaraplar

elde edilir. Bu ilemleri elde edilen dier resimler iin de yapnz.CCD kamera kullanlmayan

klasik versiyonda, halkalarn yaraplar aadaki yolla belirlenir.

Skala 0 slash (The slash of the scale 0) halka ile akana kadar halka deseni iinden

ap boyunca yatay olarak kaydrlr rnein sola doru drdnc halka ile. Sarmal akm 4 A

olacak biimde manyetk alan ayarlanr ve halkalarn ayrlmalar gzlenir. Analizr dik

pozisyonda yerletirilir bylece sadece iki s-izgisi grlr. 0 slash iki halkann

dndakiyle en iyi akacak durumda ayarlanr, into which the fourth ring has split.

Kaydrma aznn soketindeki ilk okuma alnr. Daha sonra 0 slash tm halkalar

boyuncasoldan saa hareket ettirilir. Saa doru olan halkann en d halkasyla 0 slashn

aktan son okuma alnr. Son okumadan ilk okuma karlp kiye blndnde yarap

r4,b eldeedilir. Benzer ekilde nceki okumalar iin deerlendirmeler yaplarak

yaraplar belirlenir. Farkl sarmal akmlar iin rnein 5 A, 6 A, 8 A ve 10 A ayn ilemler

tekrarlanarak daha fazla yarap seti alnabilir (Further sets of radii). Kaydrma az

kullanlarak, mm nin 1/100 dorulukla mm biriminde tm okumalar yaplr. Hl

boyutlar nemli deildir nk deerlendirmeler yapldnda denklem 10 dan dolay

boyutlar iptal olur. Klasik yola veya yazlm ve CCD kamera ile llp llmediklerine

baklmakszn llen her yarap seti iin aadaki tablo yaplabilir.

ekil 8. Giriim halkalarnn yaraplarn lmek iin kullanlan yazlmn ekran

grnts.

Giriimmetre mesafesi t = 3x10-3 [m] dir. ki s-izgisinin dalga saylarnn farknn srasyla

manyetik ak younluu ve sarmal akmn fonksiyonu olarak hesaplanmasnda denklem 10

kullanld. Aadaki tablo sonular zetler:

/4-plakas genellikle izgisel eliptik kutuplu a dntrmek iin kullanlr. Bu

deneyde, /4-plakas ters amala kullanlacaktr. /4-plakas, L2 ile analizr arasna

yerletirildiinde, boyuna Zeeman etkisinin aratrlr. /4-plakasnn optik ekseninin

dikeyle akmas durumunda eer analizr dikeyle +45 lik a yaparsa bir halka yok olur,

eer 45 lik a yaparsa dier halka yok olur. Bu, boyuna Zeeman etkisinin nn dairesel

olarak kutuplanmas demektir (zt ynde).

ekil 9: Ak younluunun (B) fonksiyonu olarak = 643.8 nm spektral izgisinin

Zeeman ayrlmas

Uyarlar

Deneyin yaplna balamadan nce laboratuvar sorumlusunun deney dzeneini ksaca tantmasn bekleyiz!

Deneydeki lmlerin tamamlanmas iin ngrlen sre yaklak 60 dakikadr. Geriye kalan sre; lm sonularna ilikin hesaplarn yaplmas, Deney

Raporu nun kurallara uygun bir biimde hazrlanmas, elde edilen sonularn

tartlmas ve Sorularn cevaplandrlmas iin yeterlidir;

Deney grubundaki her bir renci deneydeki lmlerin alnndan sorumludur;

EK-A

DENEY RAPORU YAZIM KURALLARI

Deney raporlar, rencinin yapm olduu deneyi anlayp anlamadn lmede olduu

kadar deney hakknda bilinmesi gereken temel kavram ve bilgileri de ierdiinden nemli bir

temel kaynak olacak nitelikteki belgelerdir. Bu sebeple, yazlan raporlarn tertipli, dzenli

olmas kadar ieriinin dolgun ve tatmin edici doru bilgilerle de dolu olmas sonralar ap

okunduklarnda faydal bir kaynak olabilmeleri asndan son derece nemlidir. Bundan

dolaydr ki deney raporlar hafife alnmamal, yazlrken gereken hassasiyetin, titizliin ve

nemin verilmesi gereklidir.

Deney raporu yazlrken, rapordaki bilgilerin tam ve eksiksiz olmasna; eksik veya yanl

ya da fazla veya tekrar bilgilerin yer almamasna; Trke iml kurallarna uyulmasna ve

kurulan cmlelerde geni zaman edilgen yklemlerin kullanlmasna azam derecede dikkat

edilmelidir. Aada bir deney raporu iin rnek olarak genel bir ablon verilmitir.

KAPAK SAYFASI

DENEY NO :

DENEYN ADI :....

DENEY TARH :.

RENCNN

ADI SOYADI :

NUMARASI :

1. DENEYN AMACI:

Bu balk altna ksa, sade ve net bir biimde deneyin amac yazlr.

2. DENEYN ANLAM VE NEM:

Bu blmde deneyin anlam ve nemi zerinde durulur, Fizikteki kullanm amalarndan,

faydalarndan ve dier gerekli temel bilgilerden bahsedilir. Bu blme yazlanlar konunun

temelini tekil etmeli, fazla, gereksiz ve tekrar bilgilerden kanlmal, sade ve net bir ekilde

yazlmaldr. Bu blme deney hakknda bilinmesi gereken temel bilgiler de yazlabilir.

3. DENEY:

3.1 Kullanlan ara ve gereler

Deneyde kullanlan aletlerin isimleri yazlr.

Deney dzenei emas izilir.

4. DENEYN YAPILII:

Bu blmde deneyin yapl anlatlr. Yaplan her bir deneyin bir standart yapl ekli ile

genel bir anlatm ve yazm ekli vardr. Bunlar deney esnasnda deney sorumlular tarafndan

renciye anlatlmaktadr. Gerekirse literatrden aratrma yaplabilir. Deney esnasnda

anlatlan genel deney yapl ekli bu blme yazlr. Genel yapl ekli anlatldktan sonra

yaplm olan deneye ait yapl bilgileri verilir.

5. HESAPLAMALAR:

Bu blme gerekirse deney esnasnda yaplan, yaplmasna ihtiya duyulan hesaplamalar

ve grafikler verilerek aklamalarda bulunulur. Ayrca deney sonundaki sorular cevaplanmaldr.

6. DEERLENDRME VE YORUM:

Bu blm rencinin yapm olduu deneyi anlama ve zmsemesini lt iin

olduka nemlidir. Deney sonucunda elde edilen verilerin deerlendirilmesi de bu blmde

yaplr. renci yaplan deneyi ve kan sonular kendi gzyle deerlendirir. Sebep-sonu

aklamasnda bulunur. Deney yaplrken kafalarda oluan sorularn cevaplar aranr ve

yazlr.