Şekilde bir dalga leğeninde, derin ortamdan sığ ortama geçen doğrusal su dalgalarının üstten görünümü verilmiştir.
(Görselde derin ortamda dalga boyu daha büyük, sığ ortamda daha küçük ve kırılma açısı gelme açısından daha küçük olacak şekilde bir kırılma gösterildiği varsayılmaktadır.)
Buna göre, aşağıdaki yorumlardan hangisi yanlıştır?
A) Derin ortamda dalgaların hızı sığ ortamdakinden daha büyüktür.
B) Sığ ortamda dalgaların dalga boyu derin ortamdakinden daha küçüktür.
C) Dalgaların frekansı derin ortamdan sığ ortama geçerken artmıştır.
D) Dalgalar sığ ortama geçerken normale yaklaşarak kırılmıştır.
E) Dalgaların periyodu her iki ortamda da aynıdır.
Bu soruda, su dalgalarının derin ortamdan sığ ortama geçerken gösterdiği davranışları inceleyeceğiz. Dalgaların temel özelliklerini hatırlayarak her bir seçeneği adım adım değerlendirelim.
- Temel Bilgiler: Su dalgalarının hızı, ortamın derinliğine bağlıdır. Derin ortamda dalgalar daha hızlı, sığ ortamda ise daha yavaş hareket eder.
- Temel Bilgiler: Bir dalga bir ortamdan başka bir ortama geçerken, frekansı ($f$) değişmez. Frekans, dalga kaynağına bağlıdır.
- Temel Bilgiler: Periyot ($T$), frekansın tersidir ($T = 1/f$). Frekans değişmediği için periyot da değişmez.
- Temel Bilgiler: Dalga hızı ($v$), dalga boyu ($\lambda$) ve frekans ($f$) arasındaki ilişki $v = \lambda \cdot f$ şeklindedir.
- Temel Bilgiler: Kırılma, dalganın hızındaki değişiklik nedeniyle yön değiştirmesidir. Hız azaldığında dalga normale yaklaşarak kırılır; hız arttığında ise normalden uzaklaşarak kırılır.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Derin ortamda dalgaların hızı sığ ortamdakinden daha büyüktür. Su dalgaları için derinlik arttıkça hız artar. Görselde de derin ortamda dalga boyunun daha büyük olduğu belirtilmiştir. $v = \lambda \cdot f$ formülüne göre, frekans sabitken dalga boyu büyük olan ortamda hız da büyük olacaktır. Dolayısıyla, $v_{derin} > v_{sığ}$'dır. Bu ifade doğrudur.
- B) Sığ ortamda dalgaların dalga boyu derin ortamdakinden daha küçüktür. Sorunun içeriğinde bu durum açıkça belirtilmiştir: "derin ortamda dalga boyu daha büyük, sığ ortamda daha küçük". Ayrıca, hız azaldığında (sığ ortama geçişte) ve frekans sabit kaldığında, $v = \lambda \cdot f$ formülüne göre dalga boyu da azalmalıdır. Bu ifade doğrudur.
- C) Dalgaların frekansı derin ortamdan sığ ortama geçerken artmıştır. Bir dalga bir ortamdan başka bir ortama geçerken, frekansı asla değişmez. Frekans, dalga kaynağının özelliğidir ve ortam değişikliğinden etkilenmez. Bu nedenle, dalgaların frekansı derin ortamdan sığ ortama geçerken değişmez, yani artmaz. Bu ifade yanlıştır.
- D) Dalgalar sığ ortama geçerken normale yaklaşarak kırılmıştır. Sorunun içeriğinde "kırılma açısı gelme açısından daha küçük olacak şekilde bir kırılma gösterildiği varsayılmaktadır" ifadesi yer almaktadır. Kırılma açısının gelme açısından küçük olması, dalganın normale yaklaşarak kırıldığı anlamına gelir. Ayrıca, dalgalar derin ortamdan sığ ortama geçerken hızları azalır. Hızı azalan dalgalar normale yaklaşarak kırılır. Bu ifade doğrudur.
- E) Dalgaların periyodu her iki ortamda da aynıdır. Periyot ($T$), frekansın ($f$) tersidir ($T = 1/f$). Frekans ortam değişikliğinden etkilenmediği için (sabit kaldığı için), periyot da her iki ortamda aynı kalır. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
