34
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI Öğrencinin: Adı Soyadı : . . . . . . . . . . . . . . . Numarası : . . . . . . . . . . . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . . .

Fizik II Lab. Deney Föyü

  • Upload
    vonhi

  • View
    265

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ

FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ

FİZİK-II LABORATUVARI

Öğrencinin:

Adı Soyadı : . . . . . . . . . . . . . . .

Numarası : . . . . . . . . . . . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . . .

Page 2: Fizik II Lab. Deney Föyü

GİRİŞ

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ:

Bir deneyde, gözlem yapılan sistemi uyaran düzenekler ve sistemin bu uyarıya tepkisini gözleyen düzenekler bulunur. Günümüzde değişik büyüklüklerin ölçülmesi' elektronik ölçme biçimine dönüşmektedir. En basiti, tartma işlemi bile artık elektronik terazilerle yapılmaktadır.

Uyaran düzeneklere elektronikte genellikle kaynak adı verilir. Kaynaklar, yarattıkları uyarımın cinsine ve özelliğine göre adlandırılır, "doğru gerilimkaynağı" veya "alternatif akım kaynağı" vb.

Elektronik ölçme, ölçülecek büyüklükle orantılı bir akım veya gerilim oluşturulması ve bunun gözlenebilecek hale getirilmesi işlemidir. Tarihsel olarak pek çok yöntem kullanılmıştır. Ancak günümüzde yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır.

1) Orantılı (analog) ölçme:

a) Döner çerçeveli aletler: Genellikle akım ile ölçme yapılır. Ölçülecek akım veya bununla orantılı kuvvetlendirilmiş halinin, magnetik alan1a etkileşmesi sonucu, bir döner çerçevenin dönme açısı yardımı ile ölçme yapılır. Galvanometre,' orantılı multimetre v.b. aletler bu sistemle çalışırlar.

b) Elektron demetli aletler: Ölçülecek akım veya gerilim kuvvetlendirilerek orantılı bir elektrik alan haline getirilir. Hızlandırılmış elektron demetinin bu alan içindeki sapma miktarı yardımı ile ölçme yapılır. Osiloskop v.b. aletler bu sisteme göre çalışır.

2) Sayısal (digital) ölçme:

Genellikle gerilim ile ölçme yapılır. Ölçülecek gerilim ile bir kondansatör doldurulur ve sabit bir akım ile boşaltılır. Yüksek frekanslı bir saatin (atma üreteci) , bu boşalma süresinde kaç atma verdiği sayılır ve bu sayı bir ekrana aktarılır. Elektrik devrelerinde genellikle iki büyüklük ölçmeye esas alınır "akım" ve "gerilim", Bu büyüklükleri ölçmeye ayarlanan aletlerin özellikleri ve kullanım biçimleri farklıdır.

Akım ölçme: Akım ölçen alet (ampermetre) genellikle devre kesilerek araya bağlanır. Devrede önemli bir değişiklik olmaması için ampermetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok küçük olması istenir.

Gerilim ölçme : Gerilim ölçen alet (voltmetre) devre kesilmeden iki nokta arasına bağlanır. Devrede önemli bir değişikliğe neden olmaması için voltmetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok büyük olması istenir.

Ampermetre ve voltmetrenin bir ana ölçü birimi vardır ki bunlar genellikle aletin ölçebileceği en küçük değere ayarlıdır. Örneğin 100 μA, 200 mV gibi. Ampermetrelerde paralel, voltmetrelerde seri dirençlerin kademeli olarak kullanılmasıyla ölçme alanları genişletilebilir. Döner çerçeveli aletlerde, değişik ölçme kademeleri, aralarında gruplandırılır. Örneğin 0,6 - 6 - 60 ve 0.1 - 1 – l0 gibi iki grup olduğunu varsayalım. Bu iki grubun her biri ortak bir ölçme eşeli kullanır. Genellikle böyle bir alet için biri tüm ölçek 6 diğeri tüm ölçek

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

1

Page 3: Fizik II Lab. Deney Föyü

10 olan iki eşel vardır. İbrenin gösterdiği sayı uygun eşelden okunup kullanılan kademeye bağlı olarak 10 un kat veya askatları ile çarpılarak okunur. Okuma duyarlılığı eşel üzerindeki en yakın iki çizginin yarısı kadardır. Aletin doğruluğu, yapımcı tarafından (% olarak sınıflar şeklinde verilir) 0,1 sınıfı, 1 sınıfı, 2,5 sınıfı gibi. Orantılı voltmetrelerde dikkat edilecek ikinci bir nokta aletin iç direncinin değişik kademelerde farklı olmasıdır. Bu genellikle ekranın bir köşesinde, örneğin " 30 kΩ/V "gibi yazılıdır. Böyle bir alet 6V kademesinde ölçme yapıyorsa iç direnci 6x30 = 180 kΩ dur.

Sayısal aletlerde değişik kademeler olmakla birlikte bir tek ekran vardır ve genellikle kademeler bir birlerinin 10 katı veya askatı olacak şekilde düzenlenmişlerdir. Ölçme duyarlıkları ± son rakam, doğrulukları ise genellikle ± 2 veya 5 son rakam şeklinde olur. Çok özel aletler dışında, genellikle her kademede iç dirençleri 10 MΩ dur. Gerek orantılı gerekse sayısal ölçme aletlerinde akım ölçme kademelerinin iç dirençleri, o kademede ölçülebilecek maksimum akıma bağlı olarak değişir. Ölçme düzenekleri günümüzde çok çeşitlidir. Çok özel amaçlı aletler dışında genellikle doğru akım ve gerilim, alternatif akım ve gerilim ve direnç ölçme işlemi aynı alete yüklenir. Bu tip aletlere multimetre veya çokölçer denilir.

Özel ve çok kullanılan bir ölçme düzeneği de “osiloskop” tur. Osiloskop, kullanım zenginliği bakımından çok önemli bir alettir. Genellikle gerilim ile çalışır. Diğer aletler ölçülecek büyüklüğün bir tek özelliğini verirken osiloskop aynı anda birçok özelliği gözlememizi ve ölçülen büyüklüğün anlık olarak gözlenmesini sağlar. Ayrıca birden fazla büyüklüğü anında ve karşılaştırmalı olarak gözleme olanağı verir. Osiloskobun temel çalışma sistemi, hızlandırılmış ve fosforlu bir ekrana odaklanmış elektron demetinin, bir çift yatay bir çift düşey plaka arasından geçerken, bu plakalar arasına uygulanan girişle orantılı bir elektrik alan içinde sapması ve fosforlu ekran üzerinde gözlenebilir bir nokta oluşturmasıdır. Saptırıcı levhalardan bir çifti zamanla orantılı bir gerilimle, diğer çift girişteki işaretle orantılı bir gerilimle yüklenirse, ekranda, belli bir zaman aralığında, girişin zamanla değişimini gözleyebileceğimiz, geçici bir iz oluşur. Özel bazı aletler dışında, girişleri 1 MΩ dur. Değişik dirençli ve özellikli proplar (ölçme uçları) takılarak değişik amaçlara uygun kullanılabilir. Oldukça incelikli bir takım yapılardan meydana gelen osiloskopun temel birimleri ve kısaca görevleri şöyle özetlenebilir.

1) Tüp: İçinde elektron tabancası, odaklama sistemi, saptırıcı levhalar ve fosforlu ekran bulunur.

2) Besleme devresi: Gerek elektron hızlandırıcısının gerek diğer elektronik devrelerin çalışması için gereken gerilimleri sağlar.

3) Giriş kuvvetlendiricileri: Girişteki işareti oldukça geniş bir aralıkla kuvvetlendirir (veya zayıflatır).

4) Tetikleme Devresi: Uzun bir zaman aralığında uygulanan işaret tümüyle ekranda gözlenemez. Ancak belli bir parça gözlenebilir. Bu parçalar üst üstüste çizilirse düzgün bir şekil elde edilemez. Sağlıklı bir ölçü alabilmek için, peşpeşe çizilen izlerin tam üst üstüste gelmesi gerekir. Bu görevi sağlayan birim, tetikleme devresidir.giriş işareti Ayarlanan belli bir duruma geldiğinde elektron demetini salar ve aynı anda zaman taramasını başlatır. İz ekranın dışına çıkınca demeti durdurur ve tekrar aynı durumun oluşmasını bekler.

5) Yatay Tarama Gerilim Üreteci: Tetikleme devresinden gelecek uyarılara bağlı olarak zamanla orantılı gerilim üretir.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

2

Page 4: Fizik II Lab. Deney Föyü

DİRENÇ RENK KODLARI:

B CA Tolerans

RENK A B C % Tolerans Siyah - 0 100 -

Kahverengi 1 1 101 1 Kırmızı 2 2 102 -2 Turuncu 3 3 103 -

Sarı 4 4 104 - Yeşil 5 5 105 - Mavi 6 6 106 - Mor 7 7 107 - Gri 8 8 108 -

Beyaz 9 9 109 - Altın - - 10-1 5

Gümüş - - 10-2 10 Direnç şekildeki gibi tolerans çizgisi sağda olacak şekilde tutulur. A ve B renk çizgilerine karşılık gelen değerler yan yana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak C ye karşılık gelen değer ile çarpılır. Örnekler: A B C DEĞERİ Kırmızı Kırmızı Kırmızı 22.102 =2200 Ω=2,2 kΩ Kahverengi Siyah Siyah 10.100 =10 Ω Sarı Mor Yeşil 47.105 =4,7 MΩ Mavi Gri Altın 68.10-1 =6,8 Ω NOT: Elektronikteki tüm değer ifadelerinde olduğu gibi direnç için de değerler uygun birimlerde ifade edilmelidir. 12000 Ω, 0.056 KΩ, 0.0082 MΩ gibi gösterim ve söyleyişler yanlıştır. Bunlar sırasıyla 12 kΩ, 56 Ω, 8,2 kΩ olarak yazılır ve söylenir.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

3

Page 5: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 1 )

DOĞRU GERİLİM VE AKIM ÖLÇMELERİ

KURAM : Doğru gerilim ve akım denildiğinde, değeri ve yönü zamanla değişmeyen gerilim ve akımlardan söz edilmektedir. Bu çalışmada doğru gerilim ve akım ile direnç ölçmelerini ve bunları ölçen bazı aletlei kullanmasını öğreneceğiz. Kullanacağımız devrede bir doğru gerilim kaynağı ile giriş bölümünde değinilen orantılı ve sayısal multimetreler kullanılacaktır. DENEYİN YAPILIŞI :

A) Gerilim Ölçmeleri: 1-) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz ve orantılı voltmetreyi (Vor) tüm ölçek 5 V, sayısal voltmetreyi (Vs) tüm ölçek 20 V konumuna getirerek Şekil-1 deki gibi bağlayınız.

2-) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı voltmetrenin kademesini artırınız. ( Vk, doğru gerilim kaynağı voltmetresidir) Vor(V): 1,8 2,0 2,75 3,2 3,8 4,4 5,1 6,0

Vk (V) : …. …. …… …. …. …. …. ….

Vs (V) : …. …. …… …. …. …. …. ….

B) Akım Ölçmeleri:

1) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz, orantılı ampermetreyi (Ior) tüm ölçek 5 mA, sayısal ampermetreyi (Is) 20 mA konumuna getirerek Şekil-2 deki gibi bağlayınız

Şekil-1

Şekil-2

Vor Vs

1.5 kΩ

Ior Is

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

4

Page 6: Fizik II Lab. Deney Föyü

2) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı ampermetrenin kademesini artırınız.

Ior(mA): 2,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 10,0

Is (mA) : …. …. …… …. …. …. …. ….

C) Direnç Ölçmeleri:

1) Aşağıdaki verilen dirençleri orantılı (Ror) ve sayısal (Rs) ölçü aletleri ile ölçerek tabloyu doldurunuz. R (Ω): 100 3,3 k 22 k 120 k

Ror (Ω): ….. ….. ….. …..

Rs (Ω): ….. ….. ….. …..

2) Şekil-3 deki devreyi, değerinin bilinmediği varsayılan Rx = 1 kΩ ile kurunuz. V1 ve V2 yi sayısal voltmetre ile aşağıda verilen değerler için okuyarak I=(V1-V2) / R1 ifadesinden bulacağınız I ile, I-V2 grafiğini çiziniz ve eğimden Rx değerini bulunuz.

V1(V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0

V2(V) : …. …. …. …. …. ….

I(mA) : …. …. …. …. …. ….

Şekil-3

R1 RX

V1 V2

R1=1kΩ

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

5

Page 7: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Doğru gerilim ve Akım Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL 2 - 1

Tarih …/……/20…… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

DENEY VERİLERİ:

A) Gerilim Ölçmeleri Vor(V): 1,8 2,0 2,75 3,2 3,8 4,4 5,1 6,0

Vk (V) : …. …. …… …. …. …. …. ….

Vs (V) : …. …. …… …. …. …. …. ….

B) Akım Ölçmeleri

2) Ior(mA): 2,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 10,0

Is (mA) : …. …. …… …. …. …. …. ….

C) Direnç Ölçmeleri

1) R (Ω): 100 3,3 k 22 k 120 k

Ror (Ω): ….. ….. ….. …..

Rs (Ω): ….. ….. ….. …..

2) V1(V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0

V2(V) : …. …. …. …. …. ….

I(mA) : …. …. …. …. …. ….

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

6

Page 8: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 2 )

DEĞİŞKEN GERİLİM VE AKIMLAR

KURAM : Elektronikte, Şekil-1 de görülen (a) sinüsoidal, (b) kare, (c) üçgen ve (d) testeredişi dalga tipleri çok sık karşımıza çıkar. Değişken bir gerilimde ilk dikkat edilecek nokta, periyodik olup olmamasıdır. İkinci olarak tek yönlü mü çift yönlümü olduğuna bakılır. Daha sonra ortalama ve kok (rtkin) değerine bakılır. Şimdilik sadece periyodik işaretlere bakacağız.

Şekil-1 Bir işaret belirli sabit bir T zaman aralığı ile kendini tekrarlıyorsa T periyotlu bir işarettir. Periyodun tersi f=1/T ye frekans denir. Periyot saniye “s” ile (yerine göre ms veya μs), frekans elektronikte Hertz “Hz” ile (yerine göre kHz veya MHz) ile ölçülür. İşaret zaman içinde değişmekle beraber hep aynı yönde kalıyorsa tek yönlü, işaret değiştiriyorsa çift yönlüdür. u(t) zamanla değişen periyodik bir işaret olsun,

( )∫=T

dttuTu0

)(/1 , ( )2/1

0

2)(/1⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⋅= ∫T

kok dttuTu

ifadelerine sırasıyla u nun ortalama ve kok (etkin) değeri denir. Genellikle çift yönlü ve ortalama değeri sıfır olan işaretlere alternatif veya dalgalı işaret denir. Bir dalgalı işarette alınan en büyük mutlak değere genlik “uo”, maksimum ve minimum değerler arasındaki farka tepeden tepeye değer “utt” denir. Utt=2uo dır. Şekil-1 deki bütün işaretlerin ortalama değerleri sıfır olduğu halde kok değerleri sırasıyla sinüsoidal için 2/ou ,

kare dalga için , üçgen ve testere dişi için ou 3/ou olarak bulunur. Sıradan ölçü aletleri dalgalı akım ölçerken, sinüsoidal işarete göre ayarlanmışlardır. Bu nedenle ortalama değeri sıfırlayıp genliğin 2/1 sini gösterir. Bu yüzden diğer işaret biçimleri için ne ölçtüğünü çok kesin belli değildir. Ayrıca dalgalı işaret ölçen aletlerin ölçmeleri frekansa bağlıdır.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

7

Page 9: Fizik II Lab. Deney Föyü

Değişken bir akım hakkında bize en çok bilgiyi, işareti anlık olarak bize gösteren alet osiloskop verir. Osiloskop hakkında temel bilgiler giriş kısmında verilmişti. Osiloskop ekranında ölçme yaparken, ölçülecek iki noktanın ana eksenler üzerindeki uzaklığı bölme olarak ölçülür ve bu sayı, bu ekseni kontrol eden kumandanın,bir birine karşı getirdiği büyüklükle çarpılır. Örneğin, 6,4 birimlik bir gözlem, yatay eksende yapılmış ve yatay tarama 5 ms/div konumunda ise ölçülen zaman 32 ms, düşey eksende yapılmış ve düşey kazanç 2 V/div konumunda ise gerilim 12,8 V olarak bulunur. DENEYİN YAPILIŞI :

1) Şekil-2 deki bağlantıyı yapınız. (Tüm ölçü aletlerini ve gerilim kaynağını yönlerine dikkat ederek birbirlerine paralel bağlayınız.)

2) Osiloskobu normal çalışma durumuna getiriniz.

Şekil-2

Sinüs dalgası için;

22tt

kokV

V = CH1 Kare dalgası için;

2tt

kokV

V =Vor Vs Üçgen dalgası için;

32tt

kokV

V = 3) Düşey modu CH1 konumuna alarak sadece CH1 i gözleyiniz ve dalga üreticinden

f=200 Hz’ lik işareti aşağıdaki tablolarda belirtilen genlik (gerilim) ve dalga biçimlerinde ayarlayarak tabloları doldurunuz. Vkok değerlerini her dalga biçimine ait ifadeyi kullanarak Vtt den hesaplayınız.

Sinüs dalgası için:

Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Kare dalga için:

Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

8

Page 10: Fizik II Lab. Deney Föyü

Üçgen dalga için: Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

4) Seçici anahtarları CH1 DC, CH2 AC konumlarına getiriniz. Sinüs dalgası vererek ve

Vtt(CH1) değerini her ölçümde 5 Voltta sabit tutarak aşağıdaki frekans taramasını yapınız.

f(Hz) : 5 10 50 100 500 2k 10k 50k 100k

Vtt(CH1) (V) : 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Vtt(CH2) (V) : … … … … … … … … …

Vor (Volt) : … … … … … … … … …

Vs (Volt) : … … … … … … … … …

Vkok (CH1) : … … … … … … … … …

Vkok (CH2) : … … … … … … … … …

Bulduğunuz değerleri yarı logaritmik kağıda çiziniz.

5) Dalga üretecinden vereceğiniz aşağıdaki frekansları (fd), osiloskoptan periyodunu

okuyarak hesaplayacağınız frekanslarla (f0) karşılaştırınız.

fd(Hz) : 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k

T(s) : … … … … … … … … … …

f0(Hz) : … … … … … … … … … …

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

9

Page 11: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Değişken Gerilim ve Akımlar Deneyin Kodu: FL 2 - 2

Tarih …/……/20…… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

3)

Sinüs dalgası için: Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Kare dalga için:

Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Üçgen dalga için:

Vtt : 1 2 4 5 8 10

Vkok : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vor : ….. ….. ….. ….. ….. …..

Vs : ….. ….. ….. ….. ….. …..

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

10

Page 12: Fizik II Lab. Deney Föyü

4) f(Hz) : 5 10 50 100 500 2k 10k 50k 100k

Vtt(CH1) (V) : 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Vtt(CH2) (V) : … … … … … … … … …

Vor (Volt) : … … … … … … … … …

Vs (Volt) : … … … … … … … … …

Vkok (CH1) : … … … … … … … … …

Vkok (CH2) : … … … … … … … … …

5)

fd(Hz) : 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k

T(s) : … … … … … … … … … …

f0(Hz) : … … … … … … … … … …

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

11

Page 13: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 3 )

FAZ FARKI ÖLÇMELERİ

KURAM:

Aynı frekanslı iki alternatif işaretin ( )tAu ωsin1 = ve ( )φω += tBu sin2 biçiminde olması halinde bu iki işaret arasında φ kadar faz farkı olduğu ifade edilir. Böyle bir durum Şekil-1’de görülmektedir. Şekildeki durum incelendiğinde, büyük genlikli işaret u1 küçük genlikli işaret u2 ise u2’nin φ kadar geri fazda olduğu ifade edilir.

Faz farkının ölçülmesinde değişik yöntemler vardır. İki işaretin Şekil-1’deki gibi aynı anda gözlenmesi halinde iki tepe arasındaki fark yatay eksenin birimi cinsinden faz farkını verir. Yani, yatay eksen radyan cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı radyan, yatay eksen zaman cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı saniye olarak bulunur. Genellikle faz farkı radyan cinsinden ifade edileceği için, zaman cinsinden ölçülen fark radyan cinsine,

Şekil-1 ( ) tT Δ= πφ 2

şeklinde çevrilir. Burada T periyot, zaman farkı ve φ radyan cinsinden faz farkıdır. tΔ Deneysel ölçme kolaylığı bakımından, deney sırasında iki tepe yerine işaretlerin ortak 0 eksenini kestiği noktalar aasında ölçme yapılır. Bu ölçme yönteminde karşılaştırılacak gerilimler osiloskobun düşey girişlerine uygulanır, yatay zaman ekseni bağımsız olarak içten taranır.

A

B

Diğer bir ölçme yöntemi Lissajous eğrileri yöntemidir. Bu yöntemlerde gerilimlerden birisi yatay eksene diğeri de düşey eksene uygulanır. Uygulanan gerilimlerin frekansları tam aynı ise Şekil-2’de görüldüğü gibi bir elips ortaya çıkar. Elipsin yatay eksen üzerinde ayırdığı parça B, yatay eksen boyunca maksimum değişim A ise gerilim arasındaki faz farkı, Şekil-2

( )AB1sin−=φ olarak hesaplanır.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

12

Page 14: Fizik II Lab. Deney Föyü

A) ÇİFT İZLİ KARŞILAŞTIRMA YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ

1) Şekil-3’deki devreyi kurunuz. 2) Osiloskobu normal çalışma moduna

getiriniz. 3) Osiloskobun her iki kanalını GND

konumuna getiriniz ve orta eksene yerleştiriniz.

Şekil-3

4) İki kanalı da AC konumuna alınız ve Şekil-

1’deki gibi bir görüntü elde ediniz ve aşağıda verilen frekanslar için , tΔ zaman farkını ve periyodu ölçerek φ faz farkını her frekans için hesaplayınız.

CH1

5) Deney bitinceye kadar osiloskobun düşey konumlarını değiştirmeyiniz.

6) Yarı logaritmik kağıda f(Hz), ∆t ve f d grafiğini çiziniz.

f(Hz) 200 300 500 1k 2k 5k 10k

Δt (ms)

T (ms)

φ (rad)

f d (Hz)

B) LISSAJOUS YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ

1) Şekil-3’deki devrede osiloskobu x-y konumunda çalıştırarak Şekil-2’deki elips şeklini elde ediniz.

2) Her iki kanalı ayrı ayrı GND konumuna getirerek izleri düşey ve yataydaki orta

eksenlerle çakıştırınız ve düşey pozisyonu deney bitene kadar değiştirmeyiniz. 3) Aşağıda verilen frekanslarda A ve B’yi ölçerek φ faz farklarını hesaplayınız.

4) Yarı logaritmik kağıda f(Hz), A ve B grafiğini çiziniz

f(Hz) 200 300 500 1k 2k 5k 10k

A

B

φ (rad)

f d (Hz)

1kΩ CH2

56nF

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

13

Page 15: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Faz Farkı Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL 2 - 3 Tarih …/……/20……

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

A) Çift izli karşılaştırma yöntemiyle faz farkı ölçümü

f(Hz) 200 300 500 1k 2k 5k 10k

Δt (ms)

T (ms)

φ (rad)

f d (Hz)

B) Lissajous Yöntemi İle Faz Farkı Ölçümü

f(Hz) 200 300 500 1k 2k 5k 10k

A

B

φ (rad)

f d (Hz)

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

14

Page 16: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 4 )

RC DEVRELERİ

KURAM:

İçinden akımı geçen direnç (R) ve sığa (C) uçları arasındaki gerilimler,

elemanların tanım bağıntıları gereği, q sığa üzerindeki yük ve )(ti

dtdqti =)( olmak üzere,

CqVC = ve olarak tanımlanır. RiVR =Şekil-1’deki devreyi V giriş gerilimi

uygulandığında, sistemi, ( )tg

Şekil-1

( ) ( )tVOVdtiC

R gC

t

i =++ +∫0

1

denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin homojen kısmı, ( )+OVC sığasının başlangıç gerilimi olmak üzere,

R C

Vg i

( ) 01

0

=++ +∫ OVdtiC

R C

t

i

dir. Bu denklemin türevi alınarak eşdeğer olan

01=+ i

CdtdiR

denklemi elde edilir. RC=τ gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek üzere akım, ( ) τt

oeiti −= olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri,

( ) ( ) τtoR eRitRitV −== , ( ) [ ] ( )+−+ +−=+= ∫ OVeRiOVdti

CV C

toC

t

Cτ11

0

olarak elde edilir. A) Basamak Tepkisi: Devreye, kondansatör başlangıçta boş iken ( ( ) 0=+OVC ) Şekil-2’de görülen bir basamak fonksiyonu uygulanırsa, [ ]ττ t

ot

oo eRieRiV −− −+= 1

t t=0

Vo ve RVi oo =

elde edilir. Buna göre, ( ) τt

oR eVtV −= , [ ]τtoC eVV −−= 1 Şekil-2

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

15

Page 17: Fizik II Lab. Deney Föyü

olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3’de verilmiştir. Devreye kondansatör Vo gerilimi ile dolu iken ( ( ) oC VOV =+ ) Vg=0 olan bir gerilim

uygulanırsa (giriş kısa devre edilirse), [ ] o

to

to VeRieRi +−+= −− ττ 10

ve RVi oo −= elde edilir. Buna göre,

Şekil-3

( ) τtoR eVtV −−= , τt

oC eVV −= bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4’de verilmiştir. B) Sinüs Tepkisi: ( )φω += tVg cos giriş geriliminin, ( ) ( )titi o ωcos= akımını akıttığını varsayalım. Bu

veriler tanım bağıntılarında yerine konulursa,

Şekil-4

( )222 1 CRV

ZVi oo

oω+

== , ( ) ωφ RC=tan

bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği,

( )φωω

sin1

1222 o

ooCO V

CRVi

CV =

+== , fπω 2=

olarak bulunur.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

16

Page 18: Fizik II Lab. Deney Föyü

DENEYİN YAPILIŞI: A) RC DEVRESİNİN BASAMAK FONKSİYONUNA CEVABI

T1/2

Şekil-2 Şekil-1

(R=1kΩ, C=56nF, f=1kHz )

1) Şekil-1’deki RC devresini kullanarak, gerekli ayarlamaları yapınız ve yukarıdaki osiloskop şeklini elde ediniz.

2) dT 21 yarılanma süresini ölçerek ( ) dd nT τ221 l= ifadesinden dτ ’yi bulunuz. 3) RCk =τ ’yi hesaplayınız. 4) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız.

B) RC DEVRESİNİN SİNÜS FONKSİYONUNA CEVABI 1) Şekil-3’deki devreyi kurunuz. 2) Dalga üretecinden genliği ( ) VV

ttgo 4= olacak

şekilde giriş voltajını ayarlayınız ve frekans

taraması yaparak aşşağıdaki tabloyu

doldurunuz. Her frekans değerinde girişteki

4V’u sabit tutunuz.

Şekil-3

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

17

Page 19: Fizik II Lab. Deney Föyü

f(Hz) 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 100k 200k 500k

( )ttgoV (V) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

( )ttCoV (V)

VCo’nun deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz.

222

0

1 ωCR

VVCo

+=

3) CH1 ve CH2’deki işaretler arasında faz farkını

Şekil-4’deki gibi Δt’yi ölçerek TtΔ= πφ 2

eşitliğinden hesaplayarak bulunuz ve

aşağıdaki tabloyu doldurunuz.

Δt Şekil-4

f (Hz) 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 100k 200k 500k

tΔ (ms) dφ (rad.)

φ’nin deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

18

Page 20: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: RC Devreleri Deneyin Kodu: FL 2 - 4 Tarih …/……/20……

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

A)RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı

2) dT 21 =

B) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı

2)

F(Hz) 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 100k 200k 500k

( )ttgoV (V) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

( )ttCoV (V)

3)

f (Hz) 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 100k 200k 500k

tΔ (ms) dφ (rad.)

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

19

Page 21: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 5 )

KÖPRÜ İLE ÖLÇMELER

KURAM:

Köprü adı verilen düzenek Şekil-1’de görülmektedir. Köprünün denge durumu Vç=0 olarak tanımlanır. Önemli olan nokta, denge koşulunun Vg’den bağımsız olmasıdır. Çok değişik köprü çeşitleri vardır. Değişik amaçlar için Z empedansları (Z=V/I) karışık devreler olan farklı köprüler kullanılır. Köprülerin kullanım amaçlarının bazıları şunlardır: a) Bilinmeyen bir empedansı diğerleri ile karşılaştırarak ölçmek. b) Empedanslardan birindeki değişimi çıkış gerilimi yardımı ile

ölçmek. c) Değişken giriş işareti uygulayarak belirli empedans tepkilerini

ölçmek. d) Giriş işaretinin frekansını belirlemek.

Köprülerin temel özelliklerinden biri de birçok büyüklüğün giriş gerilimine ve özelliklerine bağlı olmadan ölçülebilmesidir.

Şekil-1Bazı Köprü Tipleri: a) Wheatstone Köprüsü; en basit tip olup butun Z empedansları basit dirençlerdir. Köprünün denge koşulu

4321 RRRR = olarak bulunur. b) Sığa Köprüsü; Şekil-2’deki bağlantı yapısındadır. Köprünün denge koşulu

1221 CCRR = Şekil-2olarak bulunur. c) Wien Köprüsü; Şekil 3’deki bağlantı yapısındadır. Denge koşulu giriş işaretinin frekansına ve devre elemanlarına

ccdc CCRRf

π21

= ve d

c

b

a

c

d

RR

RR

CC

−=

Şekil-3olarak bağlıdır.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

20

Page 22: Fizik II Lab. Deney Föyü

DENEYİN YAPILIŞI: A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler

1) Şekil-4’deki devreyi kurmadan önce R1 ve R3 dirençlerini Ohmmetre ile ölçerek bulunuz.

2) Devreyi kurduktan sonra, doğru gerilim

kaynağından 5V gerilim uygulayınız ve voltmetreden minimum gerilim elde edinceye kadar Rp potansiyometresini ayarlayınız.

Şekil-4

3) Potansiyometreyi devreden sökerek direncini

ölçünüz.

DC

4) Köprü denge koşulunu kullanarak bilinmeyen Rx

direncini bulunuz. 5) Gerilim kaynağından 8V ve 10V vererek aynı

işlemleri tekrarlayınız.

(R1=2kΩ, R3=1.5kΩ, Rp=10kΩ, Rx=…….kΩ) , Xp R

RRR 31 =

B) Sığa Köprüsü ile ölçmeler:

1) Şekil-5’deki devreyi İşaret Üretecinin gerilimi 5V, frekansı 100Hz olacak şekilde kurunuz.

Şekil-5

2) Köprü dengeye gelecek şekilde Rp potansiyometresini

ayarlayınız.

3) C1’in verilen değerini kullanarak Cx bilinmeyen

sığasını bulunuz. 4) Frekansın 150Hz ve 200Hz değerleri için deneyi

tekrarlayınız.

(R1=3.3kΩ, C1=22nF, Rp=10kΩ, Cx=………nF) , 1

1

CC

RR X

p

=

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

21

Page 23: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Köprü İle Ölçmeler Deneyin Kodu: FL 2 - 5 Tarih …/……/20……

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler

3)

5V 8V 10V

Rp=……. (kΩ) Rp=……. (kΩ) Rp=……. (kΩ)

A) Sığa Köprüsü ile Ölçmeler

2)

100Hz 150Hz 200Hz

Rp=……. (kΩ) Rp=……. (kΩ) Rp=……. (kΩ)

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

22

Page 24: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 6 )

TERMOÇİFT

KURAM : Bir metalin yüzeyinden bir elektron ayırmak için yapılması için gereken işe o metalin iş fonksiyonu denir. Farklı iş fonksiyonlarına sahip metallerin değme noktalarında sıcaklığa bağlı olarak bir potansiyel farkı oluşur. Bu olaya Seebeck olayı denir. Oluşan bu gerilim yardımı ile değme noktasının sıcaklığı ile ölçülebilir. İş fonksiyonları farklı iki metal tel bir noktadan kaynaklanarak bir termoçift oluşturur. Pratikte kullanılan termoçiftler genellikle C0 başına 20-50µV luk gerilim üretirler. Bir termoçift ile sıcaklık ölçmek için diğer uçlar bir ölçü aletine bağlandığında, bu bağlantı noktalarında da farklı termoçiftler oluşur ve ölçmek istediğimiz büyüklüğü doğrudan gözleyemeyiz.

Şekil-1

Bu nedenle pratikte Şekil-1 de görülen devre biçimi kullanılır. T sıcaklıklı noktada VAB (T) gerilimi, T0 sıcaklıklı noktada VACu (T0) ve VCuB (T0) gerilimleri oluşur. Ölçü aletlerinin bağlantı uçları genellikle bakır veya bakırlı alaşımlardan yapıldığından ve iki uç aynı sıcaklıkta kabul edilebileceğinden ölçü aletinin bağlantı noktalarında bir gerilim oluşmaz. Böylece ölçü aletinin okuyacağı gerilim V = VAB (T)- VAB (T0) olur.

Çoğunlukla T0 sıcaklığı (referans sıcaklığı ) su-buz karışımı sıcaklığı olan 0 C0 olarak seçilir. Öncelikle termoçifti oluşturan metallerden birisi bakır ise ikinci referans eklemine gerek olmaz. Bu durumda Şekil-2’de görülen bağlantı biçimi kullanılır.

Şekil-2

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

23

Page 25: Fizik II Lab. Deney Föyü

DENEYİN YAPILIŞI: 1. Şekil-3 teki düzeneği kurunuz 2. Fırının güç kontrolünü 1.

kademeye getiriniz ve 50 C0 den başlayarak 5C0 adımlarla aşağıdaki tabloyu doldurmaya başlayınız.

Şekil-3 3. Sıcaklık denge konumuna gelince güç kontrolunu 2. kademeye getirerek devam ediniz. 4. Sıcaklık yeniden dengeye geldiğinde güç kontrolü önce 1. kademeye sonra 0 a

getirerek 3. sütunu doldurunuz. 5. Her sıcaklık için ısınma ve soğuma sırasında okunan gerilim değerlerinin

ortalamasını alarak kullandığınız termoçiftin ‘’ Gerilim- Sıcaklık ‘’ eğrisinin grafiğini çiziniz. Termometre

sıcaklığı (0C)

Sıcaklık artarken

çıkış gerilimi (mV)

Sıcaklık azalırken

Çıkış gerilimi (mV)

Ortalama çıkış

Gerilimi (mV)

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

24

Page 26: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Termoçift Deneyin Kodu: FL 2 - 6 Tarih …/……/20……

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

Termometre

sıcaklığı (0C)

Sıcaklık artarken

çıkış gerilimi (mV)

Sıcaklık azalırken

Çıkış gerilimi (mV)

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

25

Page 27: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 7 )

ISININ ELEKTRİKSEL EŞDEĞERİ ve KIZGIN FLAMANLI LAMBANIN IŞIK VERİMİ

KURAM: Bir enerji çeşidi olan ısı enerjisi, doğrudan kalorimetrik yöntemlerle ölçüldüğünde Kalori (C) ile ifade edilir. Mekanik veya elektrik enerjisi ise doğrudan Joule (J) birimi ile verilir. Joule ve kalori birimleri arasındaki oran sabit bir çevirme çarpanı J ile verilir. Alışkanlık olarak, mekanik enerjinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa bu J çarpanına ısının mekanik eşdeğeri, elektrik enerjisinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa, ısının elektriksel eşdeğeri adı verilir. Isınına bir cisim, hangi yöntemle ısıtıldığından bağımsız olarak bir elektromagnetik ışıma yapar. 28000K sıcaklığına ısıtılmış tungsten telin bağıl ışıma ve gözün algılama spektrumları Şekil-2’de görülmektedir.

Elektromagnetik ışınımda, 400nm’nin altında morötesi, 400-700nm arası görünür, 700nm’nin üzeri kızılötesi bölge olarak adlandırılır.

Akkor haline gelmiş bir tungten telin ışıtığı enerji bir başka cisim tarafından soğurulduğunda, bu cismin sıcaklığı artar. Ancak her cismin her dalga boyundaki ışınımı aynı şiddette soğurmaz. Bütün dalga boylarındaki ışınımı aynı şiddette soğuran cisme kara cisim denir.

Şekil-1

Şekil-1 de görülen düzenekte, su görünür bölge için geçirgen olmakla birlikte

morötesi ve kızılötesi bölgeler için iyi bir soğurgandır. Suya çini mürekkebi gibi boyar madde katılarak görünür bölgede de soğurgan ortam haline getirilebilir.

Şekil-1

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

26

Page 28: Fizik II Lab. Deney Föyü

Böylece, t (saniye) süresince. V (volt) gerilimi altında I (amper) akımı ile ısıtılan ve aldığı ısı enerjisi ışıma yolu ile çevresine yayan lambanın aldığı enerji

IVtE =

dir. Bu enerji su tarafından soğurularak suyun ısınmasına harcanır. Kalorimetrik Ms su kütlesi, Mk, kap ve lambanın su cinsinden eşdeğer kütlesi ve ΔT de sıcaklık farkı ise suyun aldığı enerji kalori olarak

ve ( ) TMMH KS Δ+= ( ) TMMIVt

HEJ

KS Δ+==

olarak bulunur. Suya boya maddeleri katılmazsa doğal olarak gönür bölgedeki ışımaya karşı gelen enerji soğurulmayacak ve ısınmaya katkıda bulunmayacaktır. Bu durumda suyun aldığı E’enerjisi lambaya verilen E enerjisinden küçük olacaktır. Lambanın görünür bölgede verdiği ışıma enerjisinin aldığı toplam enerjiye oran verim,

E

EE ′−=ε

olarak tanımlanır. DENEY:

1. Boş su kabını kapağı ile tartınız. (mk) ve C=0.2 kal/gr.C0 ortalama değerini kullanarak kabın su eşdeğerini, Mk=C mk eşitliğinden bulunuz.

2. Su kabına çizgi düzeyine kadar su doldurunuz, 10 damla çini mürekkebi damlatınız ve yeniden tartıp fark alarak su kütlesi Ms ‘yi bulunuz.

3. Su kabını kalorimetre kabına koyup termometreyi yerleştiriniz. 4. Güç kaynağını açıp çıkış gerilimi 22 V olacak şekilde ayarlayınız ve gerilimi

değiştirmeden anahtarı kapatınız. 5. Şekil-2’deki devreyi kurunuz. Sistem dengeye sıcaklığına gelince T1 sıcaklığını

yazınız. 6. Güç kaynağını açıp kronometreyi de aynı anda çalıştırınız. Deney süresince gerilimin

hep aynı değerde kalmasını sağlayınız. Uyguladığımız V gerilimini ve I akımını yazınız.

7. Sistemin ilk sıcaklık değerinden yaklaşık 230C kadar yükselince gücü kesiniz ve bir süre sistemin yeni denge sıcaklığına gelmesini bekleyiniz ve son sıcaklık T2’yi yazınız.

8. Yukarıdaki eşitlikleri kullanarak J değerini hesaplayınız. 9. Kabı boşaltıp, deneyi 2-7 adımlarını sadece su koyarak aynı şekilde tekrarlayınız. 10. Daha önceden bulduğunuz J değerini kullanarak bulacağınız yeni değerlerle 11.

tVIE ′= ’ ve ( ) TMME KS ′Δ′+′=′

değerlerini hesaplayıp ε verimi bulunuz.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

27

Page 29: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı : Isının Elektriksel Eşdeğeri Ve Kızgın Flamanlı Lambanın Işık Verimi Deneyin Kodu: FL 2 - 7

Tarih …/……/20…… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

Mürekkepli Su İçin

1) mk=…………. 2) Ms=…………. 5) T1=………….. 6) V=…………… I=…………… 7) T2=…………...

Su İçin

1) mk=…………. 2) Ms=…………. 5) T1=………….. 6) V=…………… I=…………… 7) T2=…………...

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

28

Page 30: Fizik II Lab. Deney Föyü

FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 2 – 8 )

MERCEKLER KURAM: Deneyin Amacı: İnce kenarlı (yakınsak) ve kalın kenarlı (ıraksak) mercekleri tanımak, merek sistemi oluşturarak yakınsamayı kavramaktır. Ön Bilgi: Yüzeylerinden en az birisi küresel olan saydam cisimlere mercek denir. Küresel yüzeylerin yarı çapları R1 ve R2 ise merceğin odak uzaklığı,

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛±±⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

′=

21

1111RRn

nf

bağıntısı ile bulunur. Burada n merceğin, n’ ise bulunduğu ortamın kırılma indisidir. R1 birinci yüzün, R2 ikinci yüzün eğrilik yarıçapları olup tümsek olması halinde (+), çukur olması halinde (-) alınır. Odak uzaklığı (+) ise mercek yakınsak, (-) ise mercek ıraksak mercek olur. Böyle bir cismin önüne [c] boyunda bir cisim konursa, [g] boyunda görüntüsü oluşur. Cisim mercekten [s] kadar uzaklıkta iken görüntüsü [s’] uzaklıkta oluşmuşsa s ile s’ arasında,

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

′±±=

ssf111

Bağıntısı vardır. Cisim uzaklığı s, cisim gerçek ise (+) sanal ise (-) ve aynı şekilde s’ görüntü uzaklığı, görüntü gerçek ise (+) sanal is (-) alınır. Cisim boyu ile oluşan görüntü boyu arasında da,

ss

cgm

′==

bağıntısı vardır ve bu orana merceğin büyütülmesi denir. Odak uzaklığı f olan bir merceğin

yakınsaması f

D =1 dir. Ve f metre olarak alındığında yakınsama diyotr cinsinden çıkar.

Yakınsamaları D1 ve D2 olan mercekten oluşan bir sistemin yakınsaması,

D=D1+D2 veya 21

111fff

+=

olur.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

29

Page 31: Fizik II Lab. Deney Föyü

DENEYİN YAPILIŞI: 1) Bir yakınsak merceğin odak uzaklığının ölçülmesi: verilen ince kenarlı bir merceği, ışık kaynağı ile ekran arsına koyunuz. Merceği optik ray üzerinde hareket ettirerek, cismin ekran üzerinde görüntüsünü oluşturunuz. Merceği beş ayrı yere koyarak , bu durumlardaki s ile s’ uzaklıklarını ölçünüz. Bu değerler yardımıyla f odak uzaklıklarını hesaplayınız. Değerleri Tablo-1 ‘ e yazarak s=f(s’) grafiğini çiziniz. Ayrıca bulduğunuz bu değerleri kullanarak

5321 fff

f+++

= 54 ff +

den ortalama odak uzaklığını bulunuz.

s(cm) s’(cm) f(cm)

s1 = s’1= f1=

s2 = s’2= f2=

s3 = s’3= f3=

s4 = s’4= f4=

s5 = s’5= f5=

Tablo-1

2) Bir ıraksak merceğin odak uzaklığının bulunması: Iraksak mercek üzerine asal eksenine paralel gönderilen bir ışık demeti merceği geçtikten sonra dağılır. Dağılan ışınların uzantıları asal ekseni sanal olan f odak noktasında keserler. Işık kaynağından çıkan paralel ışık demeti önüne verilen ıraksak merceği merceği koyunuz ve ekranda oluşan dairesel aydınlanmayı görünüz. Merceğin yerini sabit tutarak ekranı hareket ettiriniz. Mercek ile ekran arasındaki uzaklığı u, oluşan dairenin yarıçapını R ile göstererek çeşitli u mesafelerine karşılık olan R yarıçaplarını ölçünüz. Bu değerleri Tablo-2 de yerine koyarak R=f(u) grafiğini çiziniz. Grafiği uzatarak u eksenini kestiği noktayı bulunuz. Bu nokta sanal olan F odak noktasıdır ve O dan uzaklığı da merceğin f odak uzaklığını verir.

u (cm) R (cm)

u= R1=

u= R2=

u= R3=

u= R4=

u= R5=

Tablo-2

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

30

Page 32: Fizik II Lab. Deney Föyü

3) Mercek Sistemleri: Önceki çalışmalarda kullandığınız mercekler yardımıyla iki mercekten oluşan bir mercek sistemi oluşturunuz. Sistemi daha önce yaptığınız gibi, hareket ettirerek s ve s’ uzaklıklarını beş ayrı değer için ölçünüz. Bulduğunuz değerleri Tablo-3’de yerine yazınız ve,

5321 fff

f+++

= 54 ff +

den ortalama f odak uzaklığını bulunuz. Bulduğunuz bu ortala değeri, önceki (a) ve (b) bölümlerinde bulduğunuz f1 (yakınsak merceğin odak uzaklığı ) ile f2 ( ıraksak merceğin odak uzaklığı ) değerlerini kullanarak,

21

111fff

+=

Bağıntısından bulacağınız f değeri ile karşılaştırınız.

s(cm) s’(cm) f(cm)

s1 = s’1= f1=

s2 = s’2= f2=

s3 = s’3= f3=

s4 = s’4= f4=

s5 = s’5= f5=

Tablo‐3

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

31

Page 33: Fizik II Lab. Deney Föyü

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Fizik-II Labaratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Mercekler Deneyin Kodu: FL 2 - 8 Tarih …/……/20……

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

1) Bir yakınsak merceğin odak uzaklığının ölçülmesi

s(cm) s’(cm) f(cm)

s1 = s’1= f1=

s2 = s’2= f2=

s3 = s’3= f3=

s4 = s’4= f4=

s5 = s’5= f5=

2) Bir ıraksak merceğin odak uzaklığının bulunması:

u (cm) R (cm)

u= R1=

u= R2=

u= R3=

u= R4=

u= R5=

İmza : . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . . İmza : . . . . .

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

32

Page 34: Fizik II Lab. Deney Föyü

3) Mercek Sistemleri:

s(cm) s’(cm) f(cm)

s1 = s’1= f1=

s2 = s’2= f2=

s3 = s’3= f3=

s4 = s’4= f4=

s5 = s’5= f5=

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI © 2010

33