Işığın Kırılması

41.517 views

KIRILMA

Işık iki faklı ortamın sınırına dik olarak düşmezse tam ortamların sınırında doğrultusunu değiştirir. Bu olaya ışıkta kırılma denir. Kırılma olayının temel nedeni ışığın farklı ortam-larda farklı hızlarla yayılmasıdır. Işık çok kırıcı ortamlarda daha yavaş yayılır.

kir1

K: Gelen Işın
K’: Kırılan Işın
i: Gelme açısı
r: Kırılma Açısı
N: Normal
Işığın ilk doğrultusuyla son doğrultusu arasındaki açıya sapma açısı denir. Işığın boşluktaki hızının ortamdaki hızına oranı ortamın kırıcılık indisini verir.

\(\left( {n = \frac{C}{V}} \right)\)

c: ışığın boşluktaki hızı
n: kırılma indisi
ortamın kırıcılık indisi arttıkça ortamda ışık hızı azalır.
V: Işığın ortamdaki hızı
Boşluk için n = 1
Hava için n= 1 (yaklaşık olarak kabul edilir.)
Su için n= 4/3
Cam için n=3/2
Işığı kırma indisi sınırlı bir sayıdır.

kir2

Ortamlar değiştirilmeden i açısı (geliş açısı) değiştirilirse r açısı da (kırılma açısı) değişir. Fakat bu açıların sinüslerinin oranı değişmez.

\(\frac{{\sin {\rm{ i}}}}{{\sin {\rm{ r}}}} = {\rm{ sabit = }}\left( {\frac{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}}{{{n_1}}}} \right)\)

II. ortamın I. ortama göre kırma indisi

\(\frac{{Sin{\rm{ i}}}}{{Sin{\rm{ r}}}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)

\({n_1} \cdot Sini = {n_2}Sinr\)

Kırılma Kanunları
– Yüzeye dik gelen ışınlar kırılmazlar.
– Az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama geçen ışın normale yaklaşarak kırılır. Çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama gelen ışın ise normalden uzaklaşarak kırılır.
– Gelen ışın kırılan ışın ve yüzeyin normali aynı düzlemdedir.

 kir3

Not
1. Bir ortamın diğer bir ortama göre kırıcılık indisine bağıl kırma indisi denir. X ortamının Y ortamına göre kırıcılık indisi olup X`in Y`ye göre bağıl kırılma indisidir.

2. Yarım küre şeklindeki şekildeki sisteme bir L ışını geliyor,

kir4

L ışını düz yüzeye dik geldiğinden kırılmadan gider. Eğik yüzeye gelince normal çizmeliyiz. Normal merkezden geçer. Camdan havaya geçen ışın normalden uzaklaşır.

3. Yarım küre şeklindeki cam sisteme gelen K ışını,

kir5

Havadan cama gelen ışık normale yaklaşır. camdan havaya çıkan ışık normalden uzaklaşır.

Paralel Kayma

kir6

ışık ilk doğrusuna göre e kadar paralel kaymaya uğrar.

\(\begin{array}{*{20}{l}}{\sin (i – r) = \frac{e}{{AB}}\frac{{{\rm{Sin}}({\rm{i – r}})}}{{Cos{\rm{r}}}} = \left( {\frac{e}{h}} \right)}\\{Cos{\rm{r}} = \frac{h}{{AB}}{\rm{e}} = \frac{{Sin\left( {i – r} \right)}}{{Cos{\rm{r}}}}h}\end{array}\)

Paralel Kayma Miktarı

Levhanın kalınlığına geliş açısına ışığın rengine ortamın ve levhanın kırıcılık indisine bağlıdır.

kir7

dik gelen ışın paralel kaymaya uğramamış paralel kayma genişliği büyük olan levhada daha çoktur.

 

Görünür Derinlik:

Az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama bakan kişi cisimleri kendisine daha yakında görür. çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama bakan kişi ise cisimleri olduğundan daha uzakta görür. Bu olayın nedeni ışığın kırılmasıdır.

kir8

h’: Görünür derinlik
h: Gerçek derinlik
Işığın geldiği tarafın kırma indisi n1 olsun gözün bulunduğu tarafın kırma indisi n2 olsun. Cismin bulunduğu taraftan göze ışık gelmektedir. Kırma indisleri buna göre n1 ve n2 olarak belirlenirse;

\(\frac{{h’}}{h} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}{\rm{     h’}} = h\frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)

Çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortamdaki cisme bakan kişi K’daki cismi K’de görmektedir, yani daha uzakta görmektedir.

\(\left( {\frac{{h’}}{h} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}} \right){\rm{ }}\) olur.

Prizmalar

Beyaz ışık bir prizmayı geçince renklerine ayrılır. Bunun nedeni farklı renklerde ışığın farklı miktarlarda kırılmasıdır. Dalga boyu küçük olan renkler daha çok kırılır. Dolayısıyla ışıkta ayrılma olayı gerçekleşir.

 kir9

Prizma mor ışığı en fazla kırmıştır. En az kırmızı, en çok mor ışık kırılır.

Tam Yansıma

Işık çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geldi-ğinde iki ortamın sınırından geri yansıyorsa bu olaya ışıkta tam yansıma denir. (Tam yansıma sadece çok kırıcıdan az kırıcı ortama ışık geldiğinde oluşur). Kırılma açısı 90 derece olduğu zaman geliş açısına sınır açısı denir. sınır açısından küçük açı ile az kırıcı ortama gelen ışık tam yansımaya uğramaz. Çok kırıcıdan az kırıcıya sınır açısından büyük açı ile gelen ışınlar tam yansımaya uğrarlar. Sınır açısı ile gelen ışın sınırdan gider.

kir10

Ahmet Yılmaz

Bu konuyla ilgili yorumunuzu yazın