12. sınıf: Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Modern fiziğin teknolojideki uygulamaları görüntüleme, yarı iletkenler, süper iletkenler, nanoteknoloji ve lazerler üzerinden incelenir. Bir cihazı tanımak, yalnız adını bilmekten çok kullandığı fiziksel etkiyi ve kullanım sınırını açıklamaktır.

Fiziksel ilkeden aygıta

Görüntüleme yöntemlerini kullanılan dalga veya parçacık, algılanan sinyal ve amaç bakımından karşılaştırın. Yarı iletkenlerin davranışını iletken ve yalıtkanlarla; süper iletkenliği uygun koşullardaki direnç davranışıyla ilişkilendirin. Her cihazın bütün işlevlerini tek bir etkiye bağlamayın.

Ölçek ve ışık özellikleri

Nanoteknolojide boyut küçülürken malzemenin bazı özelliklerinin değişebileceğini değerlendirin. Lazer ışığının yönlülük ve uyumluluk gibi özelliklerini uyarılmış yayma ilkesiyle ilişkilendirin. Kullanım alanlarını karşılaştırırken sağladığı yararın yanında fiziksel sınırlılıkları da belirtin.

İlgili kazanımlar

12.6.1.1 Görüntüleme cihazlarının çalışma prensiplerini açıklar.
12.6.1.2 LCD ve plazma teknolojilerinde fizik biliminin yerini açıklar.
12.6.2.1 Yarı iletken maddelerin genel özelliklerini açıklar.
12.6.2.2 Yarı iletken malzemelerin teknolojideki önemini açıklar.
12.6.2.3 LED teknolojisinin kullanıldığı yerlere örnekler verir.
12.6.2.4 Güneş pillerinin çalışma şeklini açıklar.
12.6.2.5 Günlük hayatı kolaylaştıran, güneş pillerinin kullanıldığı sistem tasarlar.
12.6.3.1 Süper iletken maddenin temel özelliklerini açıklar.
12.6.3.2 Süper iletkenlerin teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir.
12.6.4.1 Nanobilimin temellerini açıklar.
12.6.4.2 Nanomalzemelerin temel özelliklerini açıklar.
12.6.4.3 Nanomalzemelerin teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir.
12.6.5.1 LASER ışınlarının elde edilişini açıklar.
12.6.5.2 LASER ışınlarının teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir.

Çözümlü örnekler

Örnek 1

Tablodaki cihaz–temel algılanan dalga eşleştirmelerinden kaç tanesi doğrudur? EM elektromanyetik, mekanik ise ses dalgasını belirtir.

\begin{array}{c|c}\text{Cihaz}&\text{Dalga}\\\text{Ultrason}&\text{mekanik}\\\text{MR}&\text{EM}\\\text{PET}&\text{mekanik}\\\text{Termal kamera}&\text{mekanik}\end{array}

A)
$0$
B)
$2$
C)
$4$
D)
$3$
E)
$1$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

\left(\text{Ultrason};\text{mekanik}\right)\Longrightarrow \left(\text{mekanik};1\right)

2. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

\left(\text{MR};\text{EM}\right)\Longrightarrow \left(\text{EM};1\right)

3. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

\left(\text{PET};\text{mekanik}\right)\Longrightarrow \left(\text{EM};0\right)

4. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

\left(\text{Termal kamera};\text{mekanik}\right)\Longrightarrow \left(\text{EM};0\right)

5. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

1+1+0+0=2

Cevap

2

Örnek 2

Silisyuma şemadaki valans sayısına sahip 9 katkı atomu ekleniyor. Her katkı atomu tam iyonlaşsın ve bir çoğunluk taşıyıcısı sağlasın; telin toplamı nötrdür. Türü, çoğunluk taşıyıcısını ve katkıdan gelen taşıyıcı sayısını sırasıyla bulunuz. Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri

Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri

A)
$\left(\text{P};\text{oyuk};9\right)$
B)
$\left(\text{P};\text{elektron};9\right)$
C)
$\left(\text{P};\text{oyuk};11\right)$
D)
$\left(\text{P};\text{oyuk};10\right)$
E)
$\left(\text{N};\text{oyuk};9\right)$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

3-4=-1

2. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

-1\Longrightarrow \left(\text{P};\text{oyuk}\right)

3. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

\left(\text{P};\text{oyuk};9\cdot1\right)=\left(\text{P};\text{oyuk};9\right)

Cevap

\left(\text{P};\text{oyuk};9\right)

Örnek 3

Eşit kullanılabilir ışık çıktısı veren LED

P_L=6\,\text{W}

, karşılaştırılan lamba

P_A=24\,\text{W}

tüketiyor. İkisi ayrı ayrı 4 saat çalıştırıldığında LED ile kaç kWh elektrik enerjisi tasarruf edilir?

A)
$\frac{9}{250}\,\text{kWh}$
B)
$\frac{18}{125}\,\text{kWh}$
C)
$\frac{9}{125}\,\text{kWh}$
D)
$\frac{36}{125}\,\text{kWh}$
E)
$\frac{27}{125}\,\text{kWh}$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

24-6=18\,\text{W}

2. Adım (Görünen teknoloji verilerinden fiziksel çıkarım):

18\cdot4/1000=\frac{9}{125}\,\text{kWh}

Cevap

\frac{9}{125}\,\text{kWh}

Sık yapılan hatalar

Bütün tıbbi görüntüleme araçlarının aynı tür ışınımı kullandığını söylemek.
Süper iletkenliği her sıcaklıkta geçerli sıradan iyi iletkenlik olarak görmek.
Nanoteknolojiyi yalnız bir nesneyi daha küçük üretmek olarak tanımlamak.

Uygulama ve etkinlik sınırları

Cihaz kullanımı, tıbbi uygulama, malzeme üretimi ve teknoloji araştırma sunumu bu sayfada yapılmış sayılmaz.

Çalışmaya devam edin

Öğrenci alanında çalış Öğretmen alanında hazırla

Sınıf konularına dön