ışığın yansıması
advertisement
IŞIĞIN YANSIMASI IŞIĞIN DÜZ VE PARLAK YÜZEYLERDE YANSIMASI IŞIĞIN YANSIMASI: Işığın bir yüzeye çarpıp geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir NORMAL GELEN IŞIN YANSIYAN IŞIN İ = Gelme açısı ( normalle yapılan açıdır ) r = Yansıma açısı ( normalle yapılan açıdır ) i r DÜZ AYNA Normal: Işığın aynaya değdiği noktadan, yüzeye çizilen dikmeye denir YANSIMA KURALLARI; 1- Gelme açısı = Yansıma açısı ( i = r ) 1- Gelen ışın yansıyan ışın ve normal aynı düzlem içindedir YANSIMA ÇEŞİTLERİ: 1- DÜZGÜN YANSIMA: Düzgün ve parlak yüzeylere gelen bir ışın demeti yüzeyden yansıdıktan sonra yine bir birine paralel olarak gider bu tip yansımaya düzgün yansıma denir ( Düzlem aynalar, su yüzeyi, fayans yüzeyi gibi ) 2-DAĞINIK YANSIMA: Işık ışınları pürüzlü bir yüzeye düşerse ışınlar farklı doğrultularda yansır, bu tip yansımaya dağınık yansıma adı verilir ( Toprak, tahta, tuğla, asfalt, el bezi gibi ) NOT: Arabaların ön cam ile şoför arasında kalan kısmı yansımanın dağınık olması için pütürlü ve koyu renkte olan plastikten yapılır. Aksi halde şoförün gözü kamaşır CİSİMLERİN PARLAK YA DA MAT GÖRÜNMESİ Cisimlerin daha parlak veya daha mat görünme sebebi; ışığı yansıtma özellikleriyle ilişkilidir. Bir cisim üzerine düşen ışığı çok yansıtıyor ise cisim parlak görülür ( metal kaşık ) Bir cisim üzerine düşen ışığı az yansıtıyor ise cisim mat görülür ( tahta kaşık ) Örnek: Metalik renkli Bir otomobilin görünüşü ile metalik boyalı olmayan bir otomobilin görünüşleri aynı değildir IŞIGIN KIRILMASI Asfalt yol Araba düz yolda ilerlerken birden buzlu yola giriyor. Bu durumda arabanın buzlu yola giren tekerlekleri kayar, asfalttaki tekerlekleri ise dönmeye devam eder ve bunun sonucunda arabanın hareket doğrultusu ve hızı değişir A R A B A Buzlu yol Bir bardağı yarısına kadar su doldurup içine kalem koyup yandan bakarsak kalemi kırılmış gibi görürüz, bu olayı şöyle açıklıya biliriz. Kalemin su içindeki kısmından gelen ışınlar sudan çıkarken doğrultu değiştirirler, fakat su üstündeki kısmından gelen ışınlar doğrultu değiştirmeden yayılırlar Işık ışını bir saydam ortamdan diğer bir saydam ortama geçerken tıpkı araba gibi yön değiştirecektir IŞIĞIN KIRILMASI: Bir ışık ışını bir ortamdan, farklı yoğunluktaki başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirir bu olaya ışığın kırılması denir *** Işığın bir saydam ortamdan başka bir saydam ortama geçerken kırılmasının sebebi ışığın saydam ortamlardaki hızının farklı farklı olmasıdır. Aşağıdaki tablolarda da görüldüğü gibi ışık en hızlı boşlukta yayılır Işığın ortamı Hızı Boşlukta 300,000 km/s Havada 299,913 km/s Suda 225,000 km/s Buzda 229,007 km/s Camda 200,000 km/s Elmasda 123,000 km/s Buradan da anlaşılacağı gibi; Cam suya göre daha kırıcıdır yani cam, suya göre daha yoğun bir ortamdır Suda havaya göre daha kırıcıdır yani su, havaya göre daha yoğun bir ortamdır *** Bir saydam ortamdan başka bir saydam ortam geçen ışık ışınlarının bir kısmı iki ortamı ayıran sınır üzerinden yansırken bir kısmı da hem hızını hem yönünü değiştirerek diğer ortama geçer hava su *** Bir ışık ışını aşağıdaki gibi izlediği yolun tersinden gönderildiğinde de yine aynı yolu izleyerek geri döner Buna ışığın tersinirlik özelliği denir hava su x KIRILMA KANUNLARI: Gelen ışın Normal Normal ( N ): Işık ışınının ortamları ayıran yüzeye değdiği noktadan çıkılan dik çizgiye denir İ İ: Gelme açısıdır, gelen ışığın normalle yaptığı açıdır Hava su r : Kırılma açısıdır, kırılan ışın ile normalin yaptığı açıdır r kırılan ışın NOT: Kırılma açısı ortamın özelliğine göre değişebilir. Kırılma açısı gelme açısından büyükte olabilir küçükte olabilir 1- Gelen ışın, kırılan ışın, ve normal aynı düzlemdedir 2- Ortamların yoğunlukları büyükten küçüğe doğru şöyledir; 3-Ortamların kırıcılık indisleri; d Cam > d Su > d Hava n Cam > n Su > n Hava 3- Işık ışınının ortamlardaki hızları şöyle sıralanır; 4- Işık Çok yoğun ortamdan Az yoğun ortama geçerken, Normalden Uzaklaşır ( ÇANU ) Vhava > Vsu > Vcam 5- Işık Az yoğun ortamdan Çok yoğun ortama geçince Normale Yaklaşır Gelen ışın Gelen ışın Su Cam Cam Hava Kırılan ışın Kırılan ışın Normal 6- Yüzeye dik gelen ışın, hangi ortam olursa olsun kırılmaya uğramadan direk geçer Gelen ışın hava Kırılan ışın hava su su Kırılan ışın Gelen ışın 7- Az yoğun ortam yerine az kırıcı ortam da denir Çok yoğun ortam yerine çok kırıcı ortam da denir IŞIK IŞINLARININ FARKLI ORTAMLARDAN GEÇİŞİ Bazı durumlarda ışık ışınları iki kez kırılmaya uğratılır. Işık ışınının geliş doğrultusu ile cam bloktan çıktığı doğrultu arasında sapma meydana gelir Gelen ışın Normal ( N ) Hava cam (N ) Sapma miktarı HAVUZ DİBİNDEKİ CİSİMLER NİÇİN YAKINDAYMIŞ GİBİ GÖRÜNÜR 1-BAKAN İNSAN İSE; 2-BAKAN BALIK İSE; Balığa bakan çocuk GÖZ Normal Balığın görüntüsü Normal Balığın, çocuğu gördüğü yer Çocuğun gerçek yeri Su Su Balığın Gerçek yeri Su, havaya göre daha yoğun bir ortam olduğu için, sudan havaya geçen ışın normalden uzaklaşarak kırılır. Bu nedenle balığı biz daha yakındaymış gibi görürüz Aynı şekilde bazen suya girerken sığ zannederiz ancak suya girince bir bakarız suyun derinliği boyumuzu geçiyor Yukarıya doğru bakan balık Hava, suya göre daha az yoğun bir ortam olduğu için, havadan suya geçen ışın normale yaklaşarak kırılır. Bu nedenle balık bizi daha uzaktaymış gibi görür Aynı şekilde havuzda suyun içine dalıp havuz kenarında duran insanlara baktığımızda insanları uzaktaymış gibi görürüz. Havuz içinden dışarı kafamızı çıkardığımızda insanların havuzun kenarında olduğunu görürüz X IŞIĞIN SINIR AÇISI Işık ışınlarının çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken yön değiştirdiğini yani normalden uzaklaştığını görmüştük. Ancak ışığın gelme açısı artırıldıkça kırılma açısının da yüzeye yaklaştığı görülür. Öyle bir an gelir ki yoğun ortamdan gelen ışın, az yoğun ortama geçemez ve iki ortamın arasında gider ( yüzeye paralel gider ) işte ışığı gönderilen bu gelme açısına Sınır Açısı denir Normal Normal Hava Hava su su Normal Hava Su Bu açıya sınır açısı denir NOT: Bazı ortamların sınır açıları şöyledir Hava Hava Cam Su . 48 42 Camdan havaya gönderilen ışık ışını için; Sınır açısı 42 derecedir Sudan havaya gönderilen ışık ışını için; Sınır açısı 48 derecedir Akılda tutmak için: Örneğin hava ortamı fen lisesi olsun bu okula girebilmek için en fazla 48 yanlış yapabiliyoruz. 48 yanlıştan fazla yani 50 yanlış yaparsak okula yani hava ortamına giremiyoruz. TAM YANSIMA Işık ışınları ortamları ayıran yüzeye sınır açısından daha büyük bir açıyla geldiğinde kırılmaz ve geldiği ortama geri yansır bu olaya tam yansıma denir. Normal Hava NOT: Tam yansımada yansıma kanunları geçerlidir yani geliş açısı, yansıma açısına eşittir su gelen ışın yansıyan ışın NOT: Sınır açısı ve tam yansıma, Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken görülür. ( ÇANU ) IŞIĞIN TAM YANSIMASININ GÖRÜLDÜĞÜ DURUMLAR TAM YANSIMA: Çok yoğun ortamdan gelen ışın, sınır açısından daha büyük bir açıyla gelirse az yoğun ortama geçemez, Geldiği ortama geri döner. Bu olaya tam yansıma denir. Bu tam yansıma olayından teknolojide bir çok alanda kullan maktayız. Fiber optik kablo saç teli kalınlığında cam ve plastikten yapılan saydam maddedir Fiber optik kablo, görüntü ve ses bilgilerinin ışık hızıyla gönderilmesini sağlarlar ışık cam Fiber optik kablo Haberleşmede ve tıp alanında fiber optik teknolojisinden yararlanılmaktadır. Haberleşmede yani telefon ağında elektrik kablolarının direnci çok olduğu için, bunun yerine hiç direnç göstermeyen fiber optik kablolar kullanılmaktadır. Kolumuz kalınlığındaki bakır kabloların veri iletim görevini tek başına bir toplu iğne kalınlığındaki fiber optik kablo yapabilmektedir. Tıpta hastalık teşhisinde kullanılan endoskopi yöntemi, fiber optik kablo sayesinde iç organların görüntülerinin monitörden izlenmesi sağlanır SERAP OLAYI Serap olayı ışığın kırılması ve tam yansıması sonucu oluşur. Atmosferde bir nesnenin gerçek konumuna göre yer değiştirmiş gibi görünmesine serap olayı denir Serap bir hayal ürünü değildir. Bizi yanıltan aklımız değil atmosferdir Atmosferdeki seraplara ışık ışınlarının farklı yoğunluktaki hava katmanlarından geçmesi ve kırılması neden olur. Hava sıcaklığındaki değişim ne kadar fazla ise ışığın kırılması da o kadar fazla olur Bulut Soğuk hava ( yoğun ) Ilık hava Çok sıcak hava ( az yoğun ) Olgan öğretmen çölde Bulut SU Olgan öğretmen çölde ilerlerken su birikintisi gördü, ancak öğretmen ilerledikçe su birikintisi de İlerlerli yordu, olgan öğretmen ne kadar yürüdüyse o gördüğü suya bir türlü kavuşamadı. Bunun nedeni; Çölde ya da denizde de serap olayı görülür, çölde yeryüzüne yakın bölgede hava ısınır. Isınan havanın yoğunluğu azalır, yani kırıcılığı azalır. Yüksekte bulunan soğuk havanın içinden gelen ışınlardan bazıları alttaki sıcak havaya geçmeden yansır. Yani soğuk hava içinde ışınlar tam yansımaya uğrar. Bu yansıyan ışınların doğrultusunda cismin görüntüsü uzaktan görünür. Bu yüzden uzaktan bakınca su birikintisi varmış gibi görünür Güneş Sıcak hava ( az yoğun ) Olgan öğretmen Buz denizinde Soğuk hava ( çok yoğun ) DENİZ Bazı cisimler ise oldukları yerden yüksekte ve ters görünür. Bunun sebebi serap olayıdır. Buz denizlerindeki gibi, deniz seviyesindeki havanın sıcaklığı, üstteki havadan daha düşük olursa, yoğunluğu yani kırıcılığı büyük olur.Gemiden yansıyan ışınlar sıcak havaya gelirken tam yansımaya uğrar, böylece biz gemiyi yukarıda ve ters olarak görürüz NOT: Serap olayını yazın çok sıcak havalarda asfalt üzerinde de görürüz, Koyu renkli olan asfalt çok ışın soğurur ve sıcaklığı artar,. Sıcak asfalt üzerideki havayı da ısıtır. Isınan havanın yoğunluğu ve kırıcılığı azalır. Havanın sıcaklığı asfalttan yukarı doğru çıktıkça düşer. Bunun sonucunda asfalt, üzerindeki havanın kırıcılığı da yukarı doğru çıktıkça katman katman azalır ve tam yansımalar sonucu biz aslında mavi gök yüzünün görüntüsünü asfalt üzerinde görürüz ve bunu su zannederiz. SORU:..1) Serap olayının oluşmasında; I- Farklı yoğunlukta hava katmanları II- Farklı sıcaklıktaki su birikintileri III- Işığın soğrulması IV- Işığın kırılması Gökkuşağı nasıl oluşuyor; 1-Gök kuşağını görebilmemiz için güneşin arkamızdan doğru gelmesi gerekir 2-Havada küçük su zerrecikleri sis bulutu gibi olması gerekir 3-Burada; Kırılma- Ayrılma ve Yansıma olayları görülür Su taneciği GÜNEŞ Mor Kırmızı Işık su taneciği içine girip yansıyıp yüzümüze gelince değişik renkler oluşmaktadır ( örneğin 42o derecelik açı ile gelince renkler oluşmaktadır Faktörlerinden hangisi ya da hangilerinin etkisi yoktur? A ) Yalnız III C ) I ve IV B ) II ve III D ) II, III ve IV
