Salı , Aralık 11 2018
Son Dakika
Ana Sayfa / Konu Anlatımları / 8.Sınıf Konuları / 4. Ünite Konuları: / IŞIĞIN KIRILMASI VE MERCEKLER 

IŞIĞIN KIRILMASI VE MERCEKLER 

IŞIĞIN KIRILMASI

Su dolu bir bardaktaki pipeti kırılmış gibi görürüz. Benzer şekilde derin olan bir havuzun sığ gibi görünmesinin, güneşli bir günde su dolu havuza baktığımızda havuz dibinde bazı bölgelerin daha fazla aydınlanmasının, suyun dibindeki bir balık ya da taşı yüzeye yakınmış gibi algılamamızın, havuzun içindeyken bacaklarınıza baktığınızda olduğundan daha kısa görmemizin nedeni birer algı yanılmasıdır. Bu yanılgıların hepsi hava ortamından su ortamına bakarken gerçekleşmektedir. Işığın oluşturduğu bu yanılgıların sebebini anlamaya çalışalım.

Yukarıdaki örneklerdeki olaylarda hava ortamından su ortamına bakarken gerçekleşmektedir. Başka
bir deyişle suyun içerisindeki kalemden ya da balıktan gözümüze yansıyan ışınlar su ortamından hava ortamına geçerken hız ve doğrultu değiştirmektedir. Bu nedenle biz bu cisimleri gerçekte oldukları yerde değil de gözümüze gelen ışık ışınlarının doğrultusundaymış gibi algılarız.

Hava, su veya cam gibi saydam ortamların birinden diğerine dik olarak gönderilen ışık, doğrultusunu değiştirmeden yayılmasını sürdürür yani kırılmaya uğramaz.

Işık ışınları farklı ortama geçerken hızı, doğrultusu ve yönü değişir. Işık ışınlarının bir ortamdan farklı bir ortama geçerken yön ve doğrultu değiştirmesine ışığın kırılması denir. Bir saydam ortamdan başka bir saydam ortama dik olmayacak şekilde gönderilen ışık ışınlarının büyük bir kısmı doğrultusunu ve hızını değiştirerek ikinci ortama geçer. Bir kısmı da ortamları ayıran sınır üzerinden geri yansır. Işığın, izlediği yolun tersinden gönderilmesi durumunda ise ışık aynı yoldan geri döner. Bu sebeple ışık ışınlarının izlediği yolun tersinir olduğu söylenir.

Farklı ortamları birbirinden ayıran yüzeye çizilen dik doğruya normal (N) denir. Normal çizgisi gerçekte olmayan sadece hayali olarak varlığı kabul edilen dik bir doğrudur. Bu nedenle kesikli çizgilerle gösterilir. Normal çizgisi ortam değiştiren ışınların gelme ve kırılma açılarını ölçmede kullanılır.

Kırılma olayında ortamları ayıran yüzeye gönderilen ışın gelen ışın olarak adlandırılır. Gelen ışın ile normal arasındaki açı gelme açısıdır. Gelen ışın farklı yoğunluktaki bir ortamdan başka bir ortama geçerken hız, doğrultu ve yön değiştirir.. Hızı, yönü ve doğrultusu değişen bu ışına kırılan ışın denir. Kırılan ışın ile normal arasındaki açı da kırılma açısı olarak adlandırılır.

 

Kaynağından yayılan ışık, farklı ortamlar arasında geçiş yaparken gelme açısına göre farklı kırılma açıları gösterebilir. Buna göre;

  • Yoğunluğu (kırıcılığı) az olan ortamdan yoğunluğu çok olan ortama dik gelmesi durumu haricinde her zaman normale yaklaşacak şekilde kırılır. Işığın yüzeye dik gelmesi durumunda ışık ışınları kırılmaya uğramaz.
  • Çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçerken ayırma yüzeyine dik düşerse başka bir deyişle normalle aynı doğrultuda gönderilirse doğrultu değiştirmeden (kırılmadan) yoluna devam eder. bu durumda ışığın yönü ve doğrultusu değişmez ama hızı değişir.
  • Yoğunluğu (kırıcılığı) çok olan ortamdan yoğunluğu az olan ortama dik değil de bir miktar eğik gönderilirse normalden uzaklaşarak kırılır.
  • Işığın, çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama daha büyük açılarla gelmesi halinde daha büyük açı ile kırıldığı görülür. Öyle ki gelme açısının belli bir değerine karşılık kırılma açısının 90o olduğu, başka bir ifadeyle kırılan ışık ışınlarının ortamların ayrılma yüzeyini yaladığı far edilir. Kırılma açısını 90o olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir. Eğer ışık ışınları sınır açısından daha büyük açı ile ortamları ayıran sınıra gönderilirse kırılmanın etkisi tümüyle kaybolur ve ayrılma yüzeyi bir ayna gibi davranarak gelen ışığın tamamını suyun içine geri yansıtır. Bu olaya tam yansıma denir. Tam yansıma olayının gözlenebilmesi için ışık ışınlarının su, cam ve plastik gibi çok kırıcı ortamlardan hava gibi az kırıcı ortama sınır açısından daha büyük açı ile gönderilmesi gerekir.
  • Sudan havaya geçen ışınlar için sınır açısı 48o‘dir.
  • 1 (1)
Tam yansıma olayının gözlenebilmesi için ışık ışınlarının su, cam ve plastik gibi çok kırıcı ortamlardan hava gibi az kırıcı ortama sınır açısından daha büyük açı ile gönderilmesi gerekir. Bu olayın teknolojiye aktarılması sonucunda fiber optik kablolar yapılmıştır.
MERCEKLER
Çevremizdeki cisimlere su dolu bir bardakla baktığımızda olduğundan farklı görürüz. Benzer şekilde bir yaprak üzerinde bulunan yağmur damlalarının altındaki damarlar daha belirgin görünür. Yaprak üzerindeki su damlaları gibi su dolu bardak da birer büyüteç görevi görür. Büyüteç, küçük cisimlerin büyük görünmesini sağlar. Cisimlerin gerçeğinden daha büyük görüntülerini veren büyüteçler aslında birer mercektir. Büyüteç ve gözlük gibi araçların, cisimlerin görüntüsünü değiştirmesinin nedeni bu araçların ışığı kırarak görüntü oluşturmalıdır.
Bir görüntü oluşturmak üzere ışığı kıran, en az bir yüzü küresel ve saydam olan cisimlere mercek denir. Aynalar, ışığın yansıması sonucunda görüntü veren düz ya da küresel ve bir yüzü parlatılmış opak cisimlerdir. Düzlem ayna gibi düzgün yansımaya sebep olan yansıtıcıların verdiği görüntüler cisimle aynı büyüklükte olur. Ancak merceklerde oluşan görüntünün büyüklüğü cismin büyüklüğüne göre farklıdır. Aynalarda görüntü ışığın yansıması sonucu oluşurken, merceklerde görüntü ışığın kırılması sonucu oluşur. Bir mercek üzerine herhangi bir doğrultuda gönderilen ışık iki kez kırılmaya uğrar. İlki merceğe girişte, ikincisi ise mercekten çıkışta meydana gelir. Eğer mercekleri elinize alıp incelerseniz bazılarının ortasının çukur kenarlarının kalın olduğunu fark edersiniz.
Kenarları ortalarına göre ince olan merceklere ince kenarlı mercek denir. İnce kenarlı merceğin arkasından cisimlere baktığımızda cisimlerin daha büyük bir görüntüsünü gördüğümüz için bu merceklere yakınsak mercekler de denir. Kenarları ortalarına göre kalın olan merceklere ise kalın kenarlı mercek de denir. Kalın kenarlı mercekler, cisimlerin görüntüsünü küçülttüğü için ıraksak mercekler olarak da adlandırılır. İnce ve kalın kenarlı mercekler ışınları farklı şekilde kırar. İnce ve kalın kenarlı mercekler ışık ışınlarını bir noktada toplanacak şekilde kırarken, kalın kenarlı mercekler ışık ışınlarını bir noktadan çıkıyormuş gibi dağıtarak kırarlar. Mercekler plastik veya camdan yapılır. İnce kenarlı mercek çift taraflı okla, kalın kenarlı mercek ise ok uçları içeri dönük bir şekilde çizimle de gösterilir.
Merceklere gelen ve mercekler tarafından kırılan ışınların izlediği yol asal eksen adı verilen bir doğruya göre tanımlanır. Asal eksen, merceklerin tam ortasını kürenin merkeziyle birleştirdiği düşünülen bir eksendir. Başka bir deyişle ince ve kalın kenarlı merceklerde merceğin ortasından geçen doğrultuya asal eksendenir.
mercekler
İnce kenarlı merceğin sağından veya solundan asal eksenine paralel gelen ışık ışınları, mercekten geçerken iki kez kırıldıktan sonra bir noktada toplanır. Işınlar yayılmasını bu noktadan itibaren yine sürdürür. İnce kenarlı merceklerde kırılan ışınların toplandığı bu noktaya ince kenarlı merceğin odak noktası denir. Işık ışınları merceğin sağından gönderildiğinde solundaki bir noktada toplanır. Bu sebeple ince kenarlı merceğin iki odak noktası vardır. İnce kenarlı mercek belli bir mesafede cisimlerin görüntüsünü büyük ve düz gösterir. Bu nedenle büyüteç görevi yapabilirler.
İnce kenarlı merceklerin bu özelliğinden yararlanarak güneş ışınlarını kağıt üzerinde istediğimiz bir noktaya toplayabiliriz. Toplanan yoğun ışık ışınları kağıdın bu noktasının sıcaklığının, tutuşma sıcaklığına kadar yükselmesini sağlayarak onun yanmasına sebep olur. Aynı etkiyi cam şişede de gözlemek mümkündür. Cam şişe yardımı ile bir noktada toplanan ışık bir süre sonra kağıdın yanmasına sebep olur. Aynı durum doğada kendiliğinden oluşursa orman yangınlarına sebep olabilir. Bu sebeple böyle cisimlerin çevreye gelişigüzel bırakılması kuru çayır ve yaprakları tutuşturabileceğinden bu tür cisimleri çevreye ya da ormanlara gelişigüzel atmamalıyız ve atıldığını gördüğünüzde de o ortamdan uzaklaştırmalıyız.
Kalın kenarlı mercek üzerine asal eksene paralel olarak gönderilen ışık ışınları bir noktadan çıkıyormuş gibi dağılarak kırılır. Kırılan ışınların uzantıları ışığın geldiği taraftaki bir noktada kesişir. Işık ışınlarının uzantılarının kesiştiği bu noktaya, kalın kenarlı merceğin odak noktası denir.
İnce kenarlı mercekte olduğu gibi kalın kenarlı mercekte de iki odak noktası vardır. Kalın kenarlı mercekten bakarsanız etrafınızdaki cisimlerin çoğunu görürsünüz. Ancak bu görüntüler cisimlerden küçüktür.

Check Also

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

Periyodik Tablo: Elementlerin artan atom numaralarına göre sıralandıkları çizelgeye periyodik tablo denir. Periyodik tabloda elementlerin ...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir