Verilen deneyde, özdeş ampul ve piller kullanılarak iki farklı devre kurulmuştur. Bu devrelerde sadece iletken bakır çubukların uzunlukları farklıdır. Diğer tüm değişkenler (ampul, pil, bakır çubuğun cinsi ve kesit alanı) sabittir.
- Birinci Devre: Bakır çubuğun uzunluğu L'dir. Ampul "Parlak" yanmaktadır.
- İkinci Devre: Bakır çubuğun uzunluğu 2L'dir. Ampul "Az Parlak" yanmaktadır.
Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akım şiddeti ile doğru orantılıdır. Akım şiddeti ne kadar fazlaysa, ampul o kadar parlak yanar. Ohm Kanunu'na göre ($I = V/R_{toplam}$), devrenin toplam direnci arttıkça akım şiddeti azalır ve dolayısıyla ampulün parlaklığı da azalır.
Bir iletkenin direnci ($R$) şu formülle hesaplanır: $R = \rho \frac{L}{S}$
- Burada $\rho$ (özdirenç) ve $S$ (kesit alanı) her iki çubuk için aynıdır.
- Birinci çubuğun direnci $R_1 = \rho \frac{L}{S}$ iken, ikinci çubuğun direnci $R_2 = \rho \frac{2L}{S} = 2R_1$ olur.
Gözlemlere göre, çubuğun uzunluğu L'den 2L'ye arttığında (yani telin uzunluğu arttığında), ampul parlaklığı "Parlak"tan "Az Parlak"a düşmüştür. Bu durum, telin uzunluğu arttıkça telin direncinin arttığını, dolayısıyla devrenin toplam direncinin arttığını ve akımın azaldığını gösterir. Akımın azalması da ampul parlaklığının azalmasına neden olur.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Telin kalınlığı azaldıkça ampul parlaklığı azalır. Bu deneyde telin kalınlığı (kesit alanı) değişmemiştir, bu sonuca ulaşılamaz.
- B) Telin cinsi ampul parlaklığını etkiler. Bu deneyde telin cinsi (bakır) değişmemiştir, bu sonuca ulaşılamaz.
- C) Telin uzunluğu arttıkça ampul parlaklığı azalır. Deneyde L uzunluğundaki tel ile ampul parlak, 2L uzunluğundaki tel ile ampul az parlaktır. Bu, telin uzunluğu arttıkça parlaklığın azaldığını gösterir. Bu ifade doğrudur.
- D) Telin direnci arttıkça ampul parlaklığı artar. Telin uzunluğu arttığında direnci artmış, ancak ampul parlaklığı azalmıştır. Bu ifade yanlıştır.
Bu gözlemlerden yola çıkarak ulaşılabilecek en doğru sonuç, telin uzunluğu arttıkça ampul parlaklığının azaldığıdır.
Cevap C seçeneğidir.