Işığın Kırılması | Mercekler

Bu ünitemizde ışığın kırılmasını, mercekleri ve sesin süratını inceleyeceğiz. Şimdi Işığın Kırılması ve Mercekler konusuna bir göz atalım.

IŞIK

Enerji türü olan ışık doğrusal yolla her yöne yayılır. Işık maddeyle farklı şekillerde etkileşime girebilirler. Bazı maddeler tarafından soğurulurken bazılarında yansır bazılarında ise kırılmaya uğrar.

Su dolu bardağın içine kalem koyduğumuzda kalemin yamulmuş gibi görülmesi, yağmur yağdıktan sonra gök kuşağının oluşması, aynada görüntünün oluşması ışığın maddelerle etkileşimi sonucunda oluşur.

 

Işığın Kırılması

Kırılma olayı; ışığın saydam bir ortamdan farklı bir saydam ortama geçerken doğrultu değiştirmesidir. Aynı ortamda ışık kırılmaz. Kırılma olayının olabilmesi için:

  1. Saydam ortam olmalıdır
  2. Saydam ortamın yoğunlukları farklı olmalıdır.

 Kırılma olayının asıl nedeni ışık farklı saydam ortamlara geçerken hızının değişmesidir. Işığın saydam ortamlardaki hızı, ortamın yoğunluğu ile ters orantılıdır. Ortam ne kadar yoğunsa hız yavaştır.

Aklımızda kolay kalması açısından ortamın yoğunluğu ile hızı şöyle açıklayabiliriz. Mesela sırtımızda yük taşıdığımızı düşünelim. Yükümüz ne kadar artarsa hızımız o kadar yavaşlar. Bu örnekte yük yoğunluğu temsil etmektedir.

Işığın Kırılmasıyla İlgili Kavramlar

Normal (N)

Yüzeyleri birbirinde ayıran yüzeye dik olarak indirilen hayali çizgidir.” N” harfi ile gösterilir.

Gelen ışın- Gelme açısı

Ortamları ayıran yüzeye gönderilen ışına gelen ışın, gelen ışın ile normal arasında kalan açıya gelme açısı denir.     

Kırılan ışın -Kırılma açısı

Ortam değiştirirken doğrultu değiştiren ışına kırılan ışın, kırılan ışın ile normal arasındaki açıya kırılma açısı denir.

Sapma Açısı

Yüzeye gelen ışının uzantısıyla kırılan ışının arasında kalan açıya sapma açısı denir.

Işık ışınını farklı ortamlarda farklı şekilde kırılır. Kırılma olaylarında bazı kurallar geçerlidir. Bu kurallara kırılma kanunları denir.

KIRILMA KANUNU

1.Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçen ışınlar

Normal üzerinden gelen ışın kırılmaya uğramadan yoluna devam eder.

Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama dik açı dışında gelen bir açıyla gelirse ışın normale yaklaşarak kırılır. Ayrıca az yoğun ortamdan çok yoğun ortama ışık ışını geçerken hızı azalır.

Bu durumu da şöyle örneklendirebiliriz. Az yoğun ortamda 1 tane sandık taşıdığımızı düşünelim. Çok yoğun ortama geçerken sandık sayısının 3 olduğunu farz edelim. Yükümüz fazla olduğu için hızımız yavaşlar ve yükü taşırken yere daha çok eğiliriz. Yere daha çok eğilmeyi “normale yaklaşarak kırılma” diye düşünebiliriz. Böylece soruları rahatlıkla çözebiliriz.

2.Çok yoğun ortamdan az ortama geçen ışınlar

Normal üzerinden gelen ışın kırılmaya uğramadan yoluna devam eder.

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama dik açı dışında gelen bir açıyla gelirse ışın normalden uzaklaşarak kırılır. Ayrıca çok yoğun ortamdan az yoğun ortama ışık ışını geçerken hızı artar.

Bu durumu da şöyle örneklendirebiliriz. Çok yoğun ortamda 3 tane sandık sayısı taşıyan birinin hızı oldukça yavaştır. Az yoğun ortama geçince 1 sandık taşıdığını farz edelim. Bu sefer kişinin hızı artacak yükü hafiflediği için de dik durabilecek. Dik durabilmeyi “normalden uzaklaşarak kırılma” diye düşünebiliriz.

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısı ile gelen ışın iki yüzeye teğet geçerek ilerler. Kırılma açısının doksan derece olduğu bu açıya sınır açısı denir. Sınır açısı ışının geldiği ortama göre farklılık gösterir. Sınır açısı sudan havaya geçerken 48 °C iken camdan havaya geçerken 42°C’dir.

Sınır açısından büyük gelen ışınlar diğer ortama geçemeden bulunduğu ortama geri döner. Bu olaya tam yansıma denir. Tam yansıma olayından teknolojide yararlanılmaktadır. Çok ince fiberoptik kablo içerisinde gönderilen ışık tam yansıma olayıyla ilerler. Fiberoptik kablo tıpta ve iletişimde kullanılmaktadır.

 

 

 

Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama (örneğin havadan suya) bakıldığında cisimler olduğundan daha yakın gözükür.

 

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakıldığında cisimler olduğundan daha uzakta görünür.

SERAP OLAYI

Çölde ya da yazın asfalt üzerinde görülen serap olayında iki ortamın sıcaklık farkından kaynaklanmaktadır. Yazın çöl ya da asfalta yakın yüzeyde bulunan havanın sıcaklığı yüksekteki havaya göre daha sıcaktır. Cisimlerden çıkan ışık ışını yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken tam yansımaya uğrar. Bu yansımadan dolayı çölde veya asfaltta su birikintisi varmış gibi algılamamıza neden olur.

Gökkuşağı ve Renk Oluşumu

Beyaz ışık tüm renklerin karışımıdır. Beyaz ışık KuTu SaYaMaM kodlaması olan sırasıyla kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor renkleri içerir. Beyaz ışık hava ortamından cam ortamına geçerken yoğunluk farkından ötürü kırılmaya uğrar ve kendini oluşturan renklere ayrılır. Renklerin sırası kırıcılıklarına göredir. Mor renk en fazla kırılırken kırmızı renk en az kırılır.

Gökkuşağı oluşumunda da beyaz ışık renklerine ayrılır. Yani ışık havadan yağmur damlasına geçerken beyaz ışığı oluşturan renkler farklı açılarla kırılarak ayrılır.

MERCEKLER

En az bir yüzü küresel olan saydam cisimlere mercekler denir. Cam ya da plastik maddelerden yapılabilirler.

Kenarlarının çeşidine göre mercekler ince kenarlı ve kalın kenarlı olarak ikiye ayrılır.

1.İnce Kenarlı Mercek

Kenarları ortasına doğru ince olan merceklerdir. İnce kenarlı merceklerin ışınları toplayıcı özelliği vardır.

Asal eksene paralel gelen ışınlar tek bir noktada toplanarak kırılmaya uğrarlar. Bu noktaya odak noktası denir. Odak noktası “f” harfi ile gösterilir. Mercek ve odak noktası arasındaki mesafeye odak uzaklığı denir. İnce kenarlı mercekte iki tane odak noktası bulunmaktadır

İnce kenarlı mercekler belli bir mesafedeki görüntüleri düz ve büyük olarak oluştururlar. Teleskop, dürbün, mikroskop, büyütecin yapısında ince kenarlı mercek bulunur. Ayrıca hipermetrop göz kusurunun tedavisinde de ince kenarlı mercekli gözlükler kullanılır.

 

 

 

Büyütecin kâğıdı yakmasının nedeni ince kenarlı olması ve ışınları toplamasındandır. Bu nedenle ormanlara cam şişeler atmamalıyız. Çünkü cam şişe ince kenarlı mercek gibi davranıp güneş ışınlarını bir noktada toplar.

 

 

2.Kalın Kenarlı Mercek

Kenarları ortasında göre daha kalın olan merceklerdir. Kalın kenarlı merceklerin ışınları dağıtıcı özelliği vardır.

Asal eksene paralel gelen ışınlar bir noktadan dağılıyormuş gibi dağılarak kırılır. Kırılan ışınların uzantıları ise ışının geldiği tarafta kesişir. Bu noktaya odak noktası denir. Odak noktası “f “harfi ile gösterilir. Kalın kenarlı mercekte iki tane odak noktası bulunur.

Kalın kenarlı mercekler cisimlerin mesafene bakılmaksızın daima düz ve küçük görüntü oluştururlar. Kamera ve fotoğraf makinesinin yapısında kalın kenarlı mercek bulunur. Ayrıca miyop göz kusurunun tedavisinde kalın kenarlı mercekli gözlükler kullanılır.

 

Bu konunun çalışma kağıdına buradan erişebilirsiniz.

 

Böylelikle Işığın Kırılması ve Mercekler konusunu tamamladık. Umuyoruz ki bu konuyu yararlı bulmuşsunuzdur. Güncel konular için facebook google+ ve twitter üzerinden bizi takip edebilirsiniz.

Bizlere destek olmak için sayfanın en altına yorum yapabilir veya sosyal medyadan çalışmalarımızı paylaşabilirsiniz. Geri bildirimleriniz bizim için önemli. Tekrar görüşmek üzere.

 

PAYLAŞIMLARDAN İLK SİZ HABERDAR OLUN !

En güncel konu anlatımları, çalışma kağıtları, ders içi etkinlikler, hazırlanan sınavlar kısacası en yeni fen bilimleri paylaşımlarını mail yoluyla almak için kayıt olun.

Bir Yanıt

  1. Yankı Mayıs 23, 2017

Cevap Yaz