KONU: Işığın Kırılması ve Mercekler
Işık nedir
Işık bir enerjidir.
Işık kaynağından çıkan ışık ışınları doğrusal olarak her yöne doğru yayılır.
Işığın madde ile etkileşimi
Işık ışınları madde ile karşılaştığında madde ile etkileşir.
Işık madde tarafından yansıtılabilir (parlak yüzeylerde), soğurulabilir (koyu yüzeylerde), kırılabilir (saydam maddelerde) veya bunların hepsi beraber olabilir.
A- Işığın Kırılması
Kırılma nedir
Işığın bir saydam ortamdan diğerine geçerken doğrultu değiştirmesine ışığın kırılması denir.
Ortam yoğunluğunun farklı olması ışığın kırılmasının sebebidir. Kırılan ışığın hızı da değişir. Yoğunluk arttıkça ışığın hızı da azalır.
dcam> dsu > dhava olduğu için Vhava > Vsu > Vcam
Bir araç asfalt yolda giderken buzlu bir yola açılı olarak geçerse bir miktar savrulur.
Bu örnekte olduğu gibi ışık ışınları bir ortamdan diğer ortama geçerken kırılarak geçer.
Araç farklı yollara dik olarak girerse savrulma olmaz, ışık dik olarak geçerse kırılma gerçekleşmez.
Kırılma kanunları
-
- Gelen ışın, normal ve kırılan ışın aynı düzlemdedir
- Işık az yoğun ortamdan, çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşır ve hızı azalarak kırılır.
- Işık çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşır ve hızı artarak kırılır.
- Yüzeyin normali üzerinden gelen ışın kırılmaz fakat hızı değişir.
 |
| Dik Açıyla gelen Işık Kırılmaz |
Işının kırılması ile ilgili kavramlar
Normal: Gelen ışının yüzeye değdiği noktadan, yüzeye dik çizilen doğruya normal denir."N" ile gösterilir.
Gelen ışın: Işık kaynağından gelen ışına gelen ışın denir.
Kırılan ışın: Diğer ortama geçtikten sonra ilerleyen ışına kırılan ışın denir.
Gelme açısı: Gelen ışının normalle yaptığı açıya gelme açısı denir.
Kırılma açısı: Kırılan ışının normalle yaptığı açıya kırılma açısı denir.
 |
| Işığın Kırılması |
Kırılma Olayının Özellikleri
-
- Gelme açısının büyümesiyle kırılma açısı da büyür.
- Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama bakıldığında, cisimler olduklarından daha yakında görünürler.
- Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakıldığında, cisimler olduklarından daha uzakta görünürler.
- Işık geldiği yoldan geri gidebilir. (Tersinirdir)
Tam Yansıma
Işık ışınlarının gelme açısı sınır açısından büyük ise, ışık ışınları diğer ortama geçemeden geldikleri açı ile yansırlar bu olaya tam yansıma denir.Not: Tam yansıma çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken görülür.
 |
| Tam Yansıma |
Sınır Açısı
Işık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken kırılma açısının 90° olduğu durumda gelme açısına sınır açısı denir.Sınır açısından daha büyük bir açıyla gelirse geldiği ortama geri dönerek tam yansıma yapar.
Sınır açısı sudan havaya geçişte 48˚, camdan havaya geçişte ise 42˚ dir.
Not: Her ortamın sınır açısı farklıdır.
Işığın hızı
Işık hızı ortamın kırıcılığına göre değişir.
Az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama geçen ışığın hızı azalır.
Çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçen ışığın hızı artar.
Işık farklı yoğunluklardaki ortamlarda farklı hızlarda ilerler.
Boşluk : 300.000 km/s
Hava : 299.913,02 km/s
Buz : 229.007,63 km/s
Su : 225.563,9 km/s
Cam : 200.000 – 157.94,7 km/s
Elmas : 123.966,94 km/s
Günlük Yaşamda Işığın Kırılması
 |
| Günlük Yaşamda Işığın Kırılması |
1. Fiber Optik Kablolar
Işık fiber adı verilen ve saç teli kalınlığındaki kablolardan tam yansıma yoluyla ilerler.
Fiber optik kablolar haberleşme alanında kullanılmaktadır.
2. Endoskopi Cihazı
Sindirim sistemi organlarının görüntülenmesinde kullanılır. Işık kaynağı ve görüntüleme sistemi bulunmaktadır.
3. Denizde balık avlayan balıkçının balıkları daha yakın görmesi
Balıkçı az yoğun ortamda balıklar ise çok yoğun ortamda bulundukları için, ışık ışınlarının kırılması sonucu balıkları olduğundan daha yakın görür.
4. Serap Olayı
Serap olayı ışığın tam yansıma sonucu kırılmasında kaynaklanır.
Çok sıcak havalarda asfalt üzerinde su varmış gibi görünür. Bu da serap olayıdır.
Asfalt üzeri çok sıcak olduğu için hava az yoğundur, baktığımız yerde ise hava çok yoğun olduğu için ışık tam yansımaya uğrar. Güneşten gelen ışınlar kırılmaya uğrayarak cisimlerin bulunduğu yerden farklı yerde görünmesini sağlar. Buna serap olayı denir.
 |
| Serap Olayı |
 |
| Çölde Serap Olayı |
5. Yıldızların gökyüzünde olduğundan farklı yerde görünmesi
Yıldızlardan gelen ışık ışınları atmosfere girerken kırılmaya uğrar, bu nedenle oldukları yerden farklı görünürler.
6. Havuza bakan kişinin havuzu sığ görmesi
Işığın kırılmasından dolayı havuz derin görünmez.
7. Su dolu bardağın içerisine bırakılan kalemin kırık görünmesi
Bardak içerisinde kalemin kırık görünmesi ışığın kırılmasıdır.
8. Suyun içerisinden bakan balığın dışarıdaki sineği uzakta görmesi
Su içerisinden bakan balık, sineği olduğu yerden daha uzakta görür.
