8. SINIF IŞIĞIN KIRILMASI

8. Sınıflar fen bilgisi dersi. Işığın kırılması ve mercekler. Işığın kırılması, sınır açısı, ince ve kalın kenarlı mercekler ve bu merceklerde ışığın kırılması.

Işığın saydam bir ortamdan başka bir saydam ortama geçerken yön ve doğrultu değiştirmesine ışığın kırılması denir.

Işık saydam ortamlarda hareket edebilir. Saydam ortamların yapısı birbirinden farklı olabilir. Örneğin hava çeşitli gazlardan meydana gelmiş saydam bir ortamdır. Cam da saydam bir ortamdır. Ancak hava ve cam aynı maddelerden meydana gelmemiştir. Yapılarındaki maddelerin farklı özelliklerinden dolayı cam ve hava farklı maddelerdir. Su da saydam bir maddedir. Suyun yapısı cam ve havanın yapısından farklıdır.

Işık bir enerji çeşididir. Işık her ortamda aynı biçimde hareket edemez. Işığın ortamlardaki hareketini ortamı meydana getiren maddelerin özelliği belirler.

Işık cam, hava ve suda farklı hızlarla hareket eder. Yine ışık camdan havaya, havadan suya, sudan cama geçerken yönü değişir.

İşte ışığın ortamlar arasındaki hareketlerinde yön ve doğrultusunun değişmesine kırılma diyoruz.  

Yüzeyin Normali

Bir ortamı dik olarak kestiği varsayılan hayali bir doğru parçasına o yüzeyin normali denir. Yüzeyin normali, yüzey ile 90° açı yapar.

Yukarıdaki şekilde yüzeyin normali N harfi ile gösterilmiştir. Kırmızı renkli ışık n₁ kırma indisli ortamdan, n₂ kırma indisli ortama geçmektedir. Işık n₂ ortamına geçerken yön değiştirmiş, yüzeyin normaline yaklaşarak kırılmıştır.

Işığın Farklı Ortamlardaki Hareketi

1. Işık ışınları az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçtiğinde hızı azalır. (Burada yoğunluktan kastımız daha yoğun maddeler genel olarak ışığı daha fazla kırmaktadır).

Yukarıdaki şekilde 2. Ortamın kırıcılık indisi 1. Ortamın kırıcılık indisinden büyüktür. (n₂ > n₁)

2. Işık ışınları bir yüzeye normali üzerinden gelirse herhangi bir kırılmaya uğramadan 2. Ortama geçer. 

3. Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılırlar. Işığın hızı ise artar.

Yukarıdaki şekilde 1. Ortamın kırıcılık indisi 2. Ortamın kırıcılık indisinden büyüktür. (n1> n2)

4.  Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Ancak belli bir açıda bu kırılma, yüzeyleri ayıran çizgiye paralel olur. İşte bu kırılma açısına sınır açısı denir. Işık sınır açısından daha büyük bir açı ile gelirse 2. Ortama geçemez ve geldiği ortama geri döner.

Şekilde ϑ₁ açısı ile gelen ışın 2. Ortama geçerken, ϑ₂ açısı ile gelen ışın yüzeylere paralel gitmektedir. Bu durumda ϑ₂ açısı sınır açısıdır. Işık ϑ₂ açısından daha büyük bir açı olan ϑ₃ açısı ile gelince 2. Ortama geçemeyip tam yansımaya uğramıştır.

Mercekler

Mercekler ışığı kırarak istenilen noktaya düşüren aygıtlardır. Mercekler 2’ye ayrılır.

A) İnce Kenarlı Mercekler

Kenarları ince ortası şişkin merceklere ince kenarlı mercek denir. Hava ortamında ince kenarlı merceklere yakınsak mercekler de denir. Yakınsak mercekler ışığı asal eksenlerine yaklaştırarak kırar. Asal eksenlerine paralel gelen ışığı bir noktada toplarlar.

İnce kenarlı mercekler ışığı asal eksene yaklaştırarak kırdığı için cisim olduğundan daha büyük görünür. Bu nedenle ince kenarlı mercekler büyütücü düzeneklerde kullanılır. Yine ince kenarlı mercekler ışığı bir noktada toplar.

İnce kenarlı merceklerde paralel gelen ışığın kırılarak asal eksende birleştiği noktaya merceğin odak noktası denir. Yukarıdaki şekilde F noktası merceğin odak noktasıdır. Merceklerin odak noktaları sabit değildir. Bulundukları ortama göre değişir. Yani merceklerin odak uzaklıkları suda farklı, havada farklı değerler alır.

2. Kalın Kenarlı Mercekler

Kalın kenarlı mercekler ışığı asal eksenden uzaklaşacak şekilde kırar. Bu nedenle bu merceklere ıraksak mercek denir. Kalın kenarlı merceklerde cisim daha küçük görünür. Yine kalın kenarlı mercekler ışığı dağıtır. 

Kalın kenarlı merceklerde kırılan ışınların uzantılarının asal eksende birleştiği noktaya merceğin odak noktası denir.

Şekildeki F noktası kalın kenarlı merceğin odak noktasıdır.

SANATSAL BİLGİ

17/06/2017