IŞIĞIN KIRILMASI
10 sınıflar ve ygs – lys fizik konusu. Işığın kırılması. Işığın farklı ortamlarda izlediği yol ve doğrultusu. Kırılma yasaları ve kırılma özellikleri konu anlatımı.
Işığın saydam bir ortamdan başka bir saydam ortama geçerken doğrultu ve hız değiştirmesine kırılma denir.
Her maddenin yoğunluğu farklıdır. Işık her maddede farklı hız ve doğrultularda yol alır. Herhangi bir ortam içerisinde kaynağından çıkan ışık ışını, yoğunluğu faklı bir ortama girdiğinde doğrultu ve hızını değiştirir.
Ortamlarla 90° açı yapan doğru parçalarına ortamın normali adı verilir. Işık ışınları az yoğun ortamdan daha yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak, çok yoğun ortamdan daha az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Bu olayı şu şekilde de açıklayabiliriz. Işık ışınları az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama geçerken normale yaklaşarak, çok kırıcı ortamdan daha az kırıcı ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
Bir ortamdan başka bir ortama geçen ışığın hızı o ortamın kırıcılık indisi ile ters orantılıdır. Ortamın kırıcılık indisi büyük ise ışık daha yavaş hareket eder, küçük ise ışık daha hızlı hareket eder.
Tek renkli bir ışık farklı bir ortama geçtiğinde ışığın, rengi ve frekansı değişmez. Dalga boyu ışığın yayılma hızı ile doğru orantılı olarak artar.
Kırılma Yasaları
1 - Gelen ışın, kırılan ışın ve normal aynı düzlemdedir.
2 – Gelme açısının sinüsünün, kırılma açısının sinüsüne oranı sabittir.
2. maddedeki olay snell yasası olarak tanımlanır. Bu oran ortamların kırıcılık indislerinin oranıdır.
Sinϑ1/Sinϑ2 = n2/n1 = v1/v2
Sinϑ1: Gelen ışının normalle yaptığı açının sinüsü.
Sinϑ2: Kırılan ışının normalle yaptığı açının sinüsü.
n1: Birinci ortamın kırıcılık indisi.
n2: İkinci ortamın kırıcılık indisi.
v1: Işığın birinci ortamdaki hızı.
v2: Işığın ikinci ortamdaki hızı.
Hava ve boşluğun kırılma indisi 1 kabul edilmiştir. Diğer maddelerin kırıcılık indisleri bu ortamlarla karşılaştırılarak bulunur. Kırıcılık indisi maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Mutlak Kırılma İndisi ve Bağıl Kırılma İndisi
Işık bir ortama hava veya boşluktan geliyorsa, bu ortamın kırılma indisine mutlak kırılma indisi adı verilir.
Eğer ışık bir ortama hava veya boşluktan farklı bir ortamdan geliyorsa, bu ortamların kırıcılık indislerinin oranına bağıl kırılma indisi adı verilir.
Işığın Farklı Ortamlardaki Hareketi
Bir ışık ışını bir ortamdan diğer ortama normal üzerinden yani dik olarak girerse kırılmaya uğramaz.
Az yoğun (kırıcı) ortamdan çok yoğun (kırıcı) ortama gönderilen ışın normale yaklaşarak kırılır.
Şekildeki ışık, kırıcılık indisi geldiği ortamın kırıcılık indisinden daha büyük olan bir ortama girmiştir. Işık doğrultusunu değiştirerek normale yaklaşmış ve bu şekilde yoluna devam etmiştir. n1<n2 , ϑ1>ϑ2 ve v1>v2 dir.
Çok yoğun (kırıcı) ortamdan az yoğun ortama gönderilen ışın normalden uzaklaşarak kırılır.
Şekildeki ışık, kırıcılık indisi geldiği ortamın kırıcılık indisinden daha küçük olan bir ortama girmiştir. Işık doğrultu değiştirerek normalden uzaklaşmış ve yoluna bu şekilde devam etmiştir. n1>n2 ve ϑ2>ϑ1 ve v2>v1 dir.
Birbirine paralel n1, n2 ve n3 ortamlarında normal ile ϑ2 ve ϑ3 açıları yaparak ilerleyen ışın alttaki iki ortamın yerleri değiştirildiğinde ϑ1 açısı değişmemek şartıyla, normal ile yaptıkları ϑ2 ve ϑ3 açılarını korurlar. Yukarıdaki iki şekilden birincide n1 ortamından n2 ortamına gelen ışın normal ile ϑ2 açısını yaparak kırılmıştır. n2 ortamından n3 ortamına gelen ışın ise ϑ3 açısı ile kırılmıştır. n1 ortamı ile n3 ortamı komşu yapıldığında ışık yine ϑ3 açısı ile kırılmaktadır.
Işığın tüm kırılma özelliklerini bir başlıkta toplarsak.
1 – Işık 1. Ortamdan 2. Ortama geçerken hangi yolu izliyorsa, aynı çizgi üzerinden bu kez ters taraftan gönderilmesi halinde yine aynı yolu izler.
2 – Işık bir ortamdan diğer ortama dik girerse kırılmaya uğramaz.
3 - Işık ışını ortamların kırıcılık indisleriyle doğru orantılı olarak kırılmaya uğrar. Kırıcılık indisleri arasındaki fark ne kadar büyükse, kırılma o kadar fazla olur.
4 – Işığın bir ortamdaki hızı, o ortamın kırıcılık indisi ile ters orantılıdır.
5 – Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
Sınır Açısı ve Görünür Derinlik
SANATSAL BİLGİ
22/03/2017