Fen Bilimleri Işığın Kırılması

KONU: Işığın Kırılması

Işığın saydam bir ortamdan başka saydam ortama 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

  • Işık bir saydam ortamdan diğerine dik gelirse kırılma olmadan direk geçer.
  • Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşır. Işığın hızı azalır.
  • Işık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşır. Işığın hızı artar.

Serap olayı: Serap ışığın kırılması sonucu gerçekleşir. Sıcak günlerde yere yakın kısımlarda sıcaklık fazladır. Havanın yoğunluğu azalır. Güneşten gelen ışınlar kırılmaya uğrayarak cisimlerin bulunduğu yerden farklı yerde görünmesini sağlar. Buna serap olayı denir.

Ayrıntılı Bilgi

Işığın  Kırılması

Işık ışınları doğrusal yolla yayılır. Işık yayılırken eğilip bükülmez. Ancak ışık  bir saydam ortamdan diğer saydam ortama geçerken doğrusal yolla ilerlemesini değiştirir. Bu olaya ışığın kırılması denir.  Su dolu bardaktaki kalemin kırılmış gibi görünmesinin nedeni de budur. Kalemin kırılmış gibi görülmesinin nedeni, kalemin su içinden gelen ışınları kırılmaya uğrar,  hava ortamından gelen ışınları ise kırılmaya uğramaz. Bu nedenle kalem kırılmış gibi gözükür.

Işık Kırılması Örnekleri
Aşağıdaki fotoğrafta kalemin kırık görülmesi ışığın kırıldığına örnektir.

Işığın Kırılması

Işığın Kırılması

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 Kırılma Kanunları

1. Gelen ışın, kırılan ışın ve yüzeyin normali aynı düzlemdedir.
2. Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşacak şekilde kırılır.
3. Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçen ışın normalden uzaklaşacak şekilde kırılır.
4. Yüzeye dik gelen ışın kırılmadan yoluna devam eder. Ancak ortamdaki süratleri değişir.
5. Işığın bulunduğu ortamdaki sürati, ortamın kırıcılığı ile ters orantılıdır.

Işığın Çeşitli Ortamdaki Hızları
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

Sınır Açısı nedir?
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçen ışık sınır açısı denilen bir değere eşit gelirse ortam çizgisini yalayarak geçer. Sınır açısından daha büyük bir açıyla gelirse geldiği ortama geri dönerek tam yansıma yapar.
Not: Her ortamın sınır açısı farklıdır.
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişte, kırılma açısının 90˚ olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir. Sınır açısı sudan havaya geçişte 48˚, camdan havaya geçişte ise 42˚ dir.

Serap olayı nedir?
Özellikle çöllerde görülen ışık olayıdır. Işık farklı yoğunluktaki hava katmanlarından geçerken tam yansımaya uğrar. Yere yakın hava tabakası çok ısınır ve havanın yoğunluğu azalır. Yukarıdaki hava tabakası da sıcaklığı daha azdır ve yoğunluğu fazladır. Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken kırılarak tam yansımaya uğrar. Bu nedenle cisimler bulundukları yerlerde görülmez.

Serap olayı  Çölde Serap Olayı

Tam Yansıma nedir?
Işınlar, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük bir açıyla gelirse, diğer ortama geçemezler. Bu durumda gelen ışın, aynı ortamda, gelme açısıyla eşit açıyla yansır. Buna tam yansıma denir.
Sudan havaya bakarken tam yansıma gerçekleşebilir. Bunun nedeni suyun yoğunluğunun havadan çok olmasıdır.
Fiber optik kabloların çalışması serap olayı ve iç organları görüntülemekte kullanılan endoskopi cihazları tam yansıma sayesinde gerçekleşir.

Tam yansıma
Not 1: Gelme açısının büyümesiyle kırılma açısı da büyür.
Not 2: Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama bakıldığında, cisimler olduklarından daha yakında görünürler.
Not 3: Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakıldığında, cisimler olduklarından daha uzakta görünürler.
Not 4: Işık geldiği yoldan geri gidebilir. (Tersinirdir)

Etiketlenmiş , , , , .Yer işareti koy permalink.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir