AYDINLANMA ŞİDDETİ TEST ÇÖZÜMLERİ

10. sınıflar ve üniversiteye hazırlık fizik konusu. Işık şiddeti, aydınlanma şiddeti, ışık akısı. Işık şiddeti ve ışık akısı birimleri ile ilgili çözümlü sorular.


Çözüm – 1 

I. Bir ışık kaynağından birim zamanda yayılan ışık ışını miktarı, o ışık kaynağının ışık akısı olarak tanımlanır. Bir kaynaktan çıkan ışık ışınları her yöne yayılır. Bir yüzeye düşen ışın miktarını hesaplamak için o yüzeye düşen ışık ışını miktarını bilmek gerekir.

II. Birim yüzeye, birim zamanda dik olarak düşen ışık akısına, aydınlanma şiddeti denir.

III. Birim zamanda belli bir yönde yayılan ışın miktarına ışık şiddeti denir. 

Burada daha iyi anlaşılması için ışık şiddetini kaynaktan bir nokta büyüklüğündeki bir alandan çıkan ışık ışını miktarı olarak da düşünebiliriz. Bu nokta herhangi bir yönde olabilir. Bu noktayı N noktası olarak adlandırabiliriz. Işık ışını bu noktadan çıktıktan sonra koni biçiminde dağılarak ilerler. Bir S yüzeyi N noktasına ne kadar yakınsa o kadar çok ışık ışını alacaktır. Bu nedenle daha çok aydınlanacaktır. Levhaya çarpan ışık ışınları da ışık akısı olarak adlandırılmaktadır. Kaynaktan çıkan ışık miktarı ne kadar çok ise yüzey o kadar fazla aydınlanacaktır.

Burada ışık akısı ışık şiddetine, aydınlanma şiddeti ise ışık akısına bağlıdır. Öyleyse aydınlanma şiddeti ışık şiddetine bağlıdır.


Doğru cevap C seçeneği.



Çözüm – 2 

Verilen eşitlik aydınlanma şiddetini belirtmektedir. 

12 lümen = 6 x
2m2 




Lümen = lüks tür. lüx, lx simgesiyle gösterilir.
m2 




Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 3 

Aydınlanma şiddeti,

E =I bağıntısıyla hesaplanır.
d2




E1 = 16
4d2




E1 = 4
d2




E2 = 9
9d2




E2 = 1
d2




E1 
= 4
.d2
1
d2
E2




= 4

Doğru cevap E seçeneği.


Çözüm – 4 

Bir ışık kaynağının çevreye yaydığı toplam ışık akısı bu kaynağın gücü ile yani ışık şiddeti ile doğru orantılıdır. Işık şiddeti ise kaynağın birim alana yaydığı ışık akısıdır.

Buna göre kürelerin yarıçapı ne olursa olsun, ışık kaynaklarından çıkan tüm ışınlar kürelerin yüzeyine çarpacaktır. Buna göre, kürelerin yüzeylerine düşen ışık akıları kürelerin yarıçapından bağımsızdır.

Bir ışık kaynağının şiddeti ne kadar büyük ise birim alana yayacağı foton sayısı da o kadar yüksek olacağından kürenin iç yüzeyine çarpan toplam foton sayısı da o derece yüksek olacaktır.

Yani kürelerin yüzeylerine gelen toplam ışık akıları, kürelerin merkezinde yer alan ışık kaynaklarının şiddeti ile doğru orantılıdır.

C küresinde 3I, A küresinde 2I, B küresinde I şiddetli ışık kaynakları bulunduğundan,

φC > φA > φB sıralaması olur.

Doğru cevap C seçeneği.


Çözüm – 5 

Bir yüzeyin normali ile α açısı yapacak şekilde yüzeye gelen ışık ışınının yüzeyde oluşturacağı aydınlanma şiddeti,

E = I.cosα
d2




Bağıntısıyla bulunur.

cos60° = 0,5 olduğuna göre,

E = 9.0,5 = 2 Lx
2,25




Doğru cevap A seçeneği.


Çözüm – 6 

K lambası, 80 W 2400 Lm

L lambası, 60 W 2400 Lm

M lambası, 50 W 2100 Lm

N lambası, 40 W 1800 Lm

P lambası, 100 W 2300 Lm

Lambaları verimlerini tek tek bulalım.

K lambası,

VK =2400 = 30 Lümen/Watt
80




L lambası,

VL =2400 = 40 Lm/Watt
60




M lambası,

VM =2100  = 42 Lm/Watt
50




N lambası,

VN =1800 = 45 Lm/Watt
40




P lambası,

VP =2300 = 23 Lm/Watt
100




Buna göre en verimli lamba N lambasıdır. Watt başına 45 lümen ışık yaymaktadır. K, L, M ve P lambalarının gücü N lambasından büyük, ışıkları daha azdır. Bu lambalar daha fazla elektrik harcayıp daha az ışık sağlar. 


Doğru cevap D seçeneği.


Çözüm – 7 

 AydinlanmaT1S7


Bir yüzeye, yüzeyin normali ile α açısı yapacak şekilde gelen ışının yüzeyde meydana getireceği aydınlanma şiddeti,

E = I. cosα  bağıntısıyla hesaplanır.
d2




I1 ışık kaynağının aynaya uzaklığı 4 birim, ışık şiddeti I’dır.

E1 = I. cosα olur.
16




Şimdi cosα değerini hesaplayalım.

 AydinlanmaT1S7B


Dik üçgen bağıntısından kenarları buluruz ve 

cosx = Komşu dik kenar
hipotenüs




eşitliğinden,

cosα = 2 
= 1
5 
2√5 




Burada kısa kenarın aynaya uzaklığının 2 veya 4 birim olması cosα değerini değiştirmez. Kısa kenarı 4 birim seçsek uzun kenar 8 birim olacaktı.

E1 =   I
5   
16




E1 = I
16√5 




I2 ışık kaynağının ışık şiddeti 2I, perdeye uzaklığı 2 birimdir.

E2 = 2I . cosϑ
4



cosϑ değerini bulalım.

 AydinlanmaT1S7C


Cosϑ = 2
5 



E2 =   2I.2
5   
4




E2 = 4I
4√5 




E2 = I
5 




E2 
= I 
. 16√5
I
5 
E1




= 16

Doğru cevap B seçeneği.



Çözüm – 8 

AydinlanmaT1C8


E1 =I1
4r2




E2 =I2
r2




E1 
= 3
2
E2





3 
= I1
.r2
I2
4r2
2




3 
= I1
4I2
2




12.I2 = 2I1

I1 = 6I2


Doğru cevap C seçeneği.


Aydınlanma Şiddeti Sorular




SANATSAL BİLGİ

23/03/2018

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI