7.SINIF 5.ÜNİTE : IŞIĞIN MADDE İLE ETKİLEŞİMİ
Rengarenk bir dünyada yaşıyoruz. Denizlerin derinliklerinden
yeryüzüne, yeryüzünden gökyüzüne kadar uzanan uçsuz bucaksız bir alanda kırmızı
yeşil ve mavinin her tonunu görürüz. Bu renklerin görülmesi ışığın maddeyle
etkileşiminin bir sonucudur.
Yaz günlerinde sıcaktan korunmak için neden gölge alanları tercih
ederiz? Serinlemek için sığındığımız alanlar genellikle ışığı geçirmeyen ve mat
yüzeylere sahip bina ve ağaç gölgeleridir. Mat yüzeyler üzerine düşen ışığın
tamamını yansıtmaz. Bu yüzden gölge alana
ulaşan ışık miktarı azalmış olur. Gölge alana ulaşan ışık
miktarının azalması, yazın güneşli günlerinde gölgedeki sıcaklığı güneş ışığını
doğrudan alan yerlerdeki sıcaklıktan farklı hissetmemize yol açar. Aynı ortamda
bulunan maddelerin sıcaklıkları genellikle birbirine eşittir.
Herhangi bir yerde, güneş ışığını doğrudan alan bölge ile gölge
alan birbirinden farklı ortamlar olarak değerlendirilebilir. Birbiri ile
temasta olan bu farklı ortamlardan sıcaklığı yüksek olan güneşli ortamdan,
sıcaklığı düşük olan gölge ortama doğru sürekli bir ısı akışı olmasına rağmen
güneş batmadığı veya bulutların arkasında kalmadığı sürece buraların
sıcaklıkları birbirine eşit olmaz.
I II III
Soru: Özdeş siyah, yeşil ve beyaz kumaş parçalarına özdeş ve aynı
sıcaklıkta olan termometreleri sarıp özdeş fenerlerle aynı mesafeden ışık
tuttuğumuzda termometrelerin son sıcaklıkları nasıl olur?
Cevap: I>II>III
Fener ışığı farklı renklerdeki kumaş parçaları üzerine aynı
doğrultuda gönderildiği hâlde bunlardan yansıyarak gözümüze ulaşan ışık
miktarları aynı olmaz. Buna göre farklı renklere sahip cisimlerin ışığı aynı
oranda yansıtmadığı sonucuna ulaşılır. Siyah kumaş parçası ışığı yansıtmazken beyaz
kumaş parçası yeşil renkli olana göre daha iyi bir yansıtıcıdır. Dolayısıyla
gözümüz beyaz kumaş parçasından daha çok etkilenir. Bu durum bazı renklerin
ışığı daha iyi tuttuğunu göstermez mi?
Güneş ışığını doğrudan alan bütün cisimlerde az ya da çok bir
sıcaklık artışı meydana gelir. Işık etkisiyle cisimlerin sıcaklıklarının artması ışığın bir
enerji
şekli olduğunu gösterir.
Etkinlikte kullandığımız beyaz kumaşın ilk ve son sıcaklıkları
birbirine çok yakın olurken siyah kumaşın ilk ve son sıcaklıkları arasındaki
farkın çok daha büyük olduğunu gözlemledik. Buradan yola çıkarak koyu renkli
cisimlerin ışığı daha iyi tuttuğunu söyleyebiliriz.
Işığın cisimler tarafından bu şekilde tutulmasına
ışık soğurulması denir.
Açık renk cisimlerin, üzerine düşen ışığın büyük bir kısmını
yansıtması, yaz aylarında açık renkli kıyafetleri
tercih etmemiz gerektiğini göstermez mi?
Soğurulma, maddelerde bazı değişmelere yol açar.
·
Uzun süre güneş ışığı altında bırakılan kumaşın, eşyaların ve
binalarda renkler solmaya başlar.
·
Bir süre ışık alan bazı besinlerin tatlarının değiştiği, ilaçların
bozulduğu bilinmektedir.
·
Bitkilerin fotosentez yapmasını ve besin-oksijen üretmesini sağlar.
·
Araçların uzun süre güneş ışığına maruz kalması renklerinin
solmasına neden olur.
·
Soğurulma maddelerde sıcaklık artısına neden olur.
·
Koyu renkli kıyafetler ışığı daha iyi soğurduğu için kışın tercih
edilir.
·
SORU:
Burak, “Koyu renkli cisimler ışığı açık renkli cisimlere göre daha
iyi soğurur.” hipotezini test etmek için bir deney düzeneği
kuracaktır. Bunun için en uygun deney
düzeneği
aşağıdakilerden hangisidir?
BEYAZ
IŞIK GERÇEKTEN BEYAZ MIDIR?
Gök kuşağı, sabun köpüğü ve CD lerde güneş ışığı altında farklı
renklerde ışıklar ortaya çıkar.Bu durum bize güneş ışığının farklı renklerden
oluştuğunu belirtir.
Güneş’ten bize ulaşan beyaz ışık, gerçekte birçok rengin birleşiminden oluşur.
“Beyaz, aslında başlı başına bir renk değil, tüm renklerin birleşimidir.”
dersek yanılmış olmayız. Beyaz ışığı oluşturan renkleri gökkuşağında da
görebiliriz.
Güneş Işığında 6 tane farklı renkte ışık vardır. Bunlar;
Kırmızı Turuncu Sarı
Yeşil Mavi Mor
Güneş ışığında ki renklerin sırasıyla
kodlanması.
KuTuSaYaMaM
Kırmızı Mavi
Yeşil
Kırmızı Işık+Mavi Işık+Yeşil Işık=
Beyaz Işık
KıYMa Beyaz tişörtüme.
Kırmızı Işık
+Yeşil Işık= Sarı Işık
KaYıSı
Yeşil Işık+Mavi Işık= Cyan(Turkuaz)
YeMeCe veya MaYTap
Kırmızı Işık+Mavi Işık= Magenta(Mor)
KırMaMag veya KırMa Mor camı
Beyaz ışıktan nasıl renkli ışık elde edileceğini öğrendik. Peki, elde edilen renkli
ışıkla başka renkteki cisimleri aydınlatırsak bu cisimlerin hangi
renklerde görüneceğini merak ediyor musunuz?
Beyaz ışık altında belirli renklerde gördüğümüz değişik cisimler
kırmızı, yeşil veya mavi
ışık altında farklı renklerde görünür.
Peki, bu cisimlerin farklı renklerde görünmesi neden kaynaklanıyor
olabilir?
Bu sorunun cevabı, cisimlerin bazı ışınları soğurup diğerlerini yansıtmalarında
yatmaktadır.
Beyaz ışık altında kırmızı
cisim kırmızı ışığı yansıtıp diğer renkleri soğurduğundan cisim kırmızı
görünür.
Mavi ışık altındaki kırmızı cisme baktığımızda cisimden yansıyan
ışık olmayacağından cisim siyah görünür.
Kırmızı zemindeki kırmızı cisme kırmızı ışık altında bakarsak cismi
zeminden ayırt edemeyiz. Yani cisim gizlenmiş olur.
Uyarı-1: Bir cismin beyaz ışık altında görünen rengi gerçek
rengidir.
Uyarı-2: Bir cisim kırmızı ışık altında kırmızı, Mavi ışık altında
mavi, yeşil ışık altında yeşil görünüyorsa yani hangi ışıkla bakılırsa bakılsın
o ışığın renginde görünüyorsa o cisim beyaz renktedir.
Uyarı-3: Bir cisim ve bulunduğu zemin aynı renkteyse ve cisme aynı
renkteki ışıkla bakarsak cismi zeminden ayırt edemeyiz.
Uyarı-4: kırmızı bir cisme yeşil veya mavi ışıkla bakarsak cisim
siyah görünür.
Işık
rengi/Cismin rengi
|
Kırmızı ışık
|
Mavi ışık
|
Yeşil ışık
|
Kırmızı
|
Kırmızı
|
Siyah
|
Siyah
|
Mavi
|
Siyah
|
Mavi
|
Siyah
|
Yeşil
|
Siyah
|
Siyah
|
Yeşil
|
Sarı
|
Kırmızı
|
Siyah
|
Yeşil
|
Turkuaz
|
Siyah
|
Mavi
|
Yeşil
|
Mor
|
Kırmızı
|
Mavi
|
Siyah
|
Atmosfer Neden Mavi Kırmızımsı ve ya Gri Görünür?
Atmosfer yani hava renksizdir.
Havanın açık ve bulutsuz oldu¤u günlerde gökyüzü mavi
görünür.
Atmosfer, ışığın
mavi tonlarını, kırmızıya oranla daha çok
saçılmaya
uğratır.
Yani mavi ışık, atmosferde
şekildeki gibi kırmızıya oranla daha fazla ve her yönde dağılarak gökyüzünün
mavi renkte görünmesine sebep olur.
Denizlerin mavi renkli görünmesinin sebebiyle gökyüzünün mavi
renkli görünmesinin sebebi birbirine benzerdir. Çünkü atmosferi oluşturan azot,
oksijen ve karbon dioksit gibi gazlar deniz suyunun içerisinde de dağılmış
olarak yer alır.
Peki, güneşi do¤arken veya
batarken daha kırmızı görmemizin sebebi nedir?
Bu durum, güneşin doğuş ve batış
saatlerinde
güneş ışınlarının atmosferde daha
çok yol
kat etmesinin ve atmosfere giriş
açısının bir
daha kalın bir atmosfer tabakasını
geçmek
zorunda kalır. Buna bağlı olarak
mavi tonların
çoğu, hava molekülleri tarafından
soğurulur.
Böylece gözümüze kırmızı turuncu
ve sarı
tonlardaki ışıklar ulaşır.
Gökyüzü yoğun bulutlarla veya dumanla kaplı olduğunda, tüm ışınlar
nerede ise aynı oranda saçılır. Bu da gökyüzünün gri renkte görünmesine yol
açar.
Güneş, öğle vakti parlak beyaz görünür. Bunun sebebi, öğle
saatlerinde tepede olan Güneş’ten yayılan ışığının daha kısa yol alması ve
dolayısıyla daha az filtre edilmesidir.
GÜNEŞ ENERJİSİNİN ÖNEMİ
Güneş
ışığından, enerjiye ihtiyaç duyulan birçok alanda yararlanılmaktadır. Bu
alanlar;
•
Konutların ısıtılması, seracılık, içme suyu ve sıcak su
temini,
•
Gıda, kimya, seramik, kâğıt, tekstil ve deri sanayileri,
•
Deniz suyunun tatlı suya dönüştürülmesi,
•
Güneş ocaklarında yemek pişirilmesi,
•
Elektrik enerjisi üretimi (güneş pilleri) ve güneş enerjisiyle çalışan hesap
makineleri olarak sıralanabilir.
• Konutların ısıtılmasını sağlar
• Güneş pilleri sayesinde elektrik
enerjisi üretilir.
· • Güneş enersiji sayesinde arabalar
hareket edebilir.
· • Banyo ve mutfaklarda suyun
ısınmasını sağlar.
Güneş enerjisinin olumlu tarafları;
- Tükenmeyen enerji kaynağıdır.
- Atık madde üreten bir enerji değildir. Yani gaz duman vs yoktur.
- Karmaşık bir teknoloji olmadan her alanda kullanılabilir.
- Enerjide dısa bağımlılıkları azaltır.
- Fosil yakıtlar(petrol ve petrol ürünleri,kömür odun vs.) kullanımını azaltarak doğal kaynakların korunmasını sağlar.
AYNALAR VE KULLANIM ALANLARI
Üzerine düşen ışığın tamamına
yakınını kısmını yansıtabilen yüzeylere ayna denir. Aynaların bir yüzeyi çok
iyi parlatılmış, diğer yüzeyi ise cıva, kalay, gümüş ve alüminyum ile
kaplanmıştır (kaplanmış camlardır).
Aynalar, yansıtıcı yüzeylerinin şekillerine göre adlandırılırlar. Yansıtıcı yüzeyi düz olan aynalara düzlem ayna, yansıtıcı yüzeyi küre kapağı şeklinde olan aynalara küresel ayna denir.
SORU :
Aynalar, yansıtıcı yüzeylerinin şekillerine göre adlandırılırlar. Yansıtıcı yüzeyi düz olan aynalara düzlem ayna, yansıtıcı yüzeyi küre kapağı şeklinde olan aynalara küresel ayna denir.
SORU :
1- Düzlem aynada oluşan görüntü
cisimle aynı büyüklükte midir?
2- Düzlem aynada oluşan görüntü düz mü yoksa ters midir?
3- Ambulansların önündeki yazı niçin ters yazılır?
1- DÜZLEM AYNALAR :
2- Düzlem aynada oluşan görüntü düz mü yoksa ters midir?
3- Ambulansların önündeki yazı niçin ters yazılır?
1- DÜZLEM AYNALAR :
Yansıtıcı yüzeyi düz olan aynalara düzlem ayna denir. Düzlem aynaya düşen ışınlar aynada yansıma kanunlarına göre yansırlar. Düzlem aynalarda daima düzgün yansıma görülür.
b) Düzlem Aynada Noktasal Olmayan Bir Cismin Görüntüsü :
• Noktasal olmayan bir cismin görüntüsünün bulunması için cismin uç noktalarından aynaya en az ikişer ışın gönderilir ve bu ışınlar yansıma kanunlarına göre aynadan yansıtılır (yani uç noktalarını görüntüsü bulunur).
• Yansıyan ışınların uzantılarının kesiştiği noktalar birleştirilerek cismin görüntüsü bulunur.
c)
Düzlem Aynada Görüntünün Özellikleri :
1- Zahiridir yani aynanın arkasında oluşur. (yalancıdır = gerçek değildir = görünendir).
2- Aynanın arkasında oluşur (aynanın içerisinde oluşmaz).
3- Düzdür.
4- Cismin aynaya olan uzaklığı ile görüntünün aynaya olan uzaklığı eşittir.
5- Cismin boyu, görüntünün boyuna eşittir.
6- Cisme göre sağlı solludur. (Sağ el, görüntünün sol elidir).
7- Görüntü aynaya göre simetriktir.
1- Zahiridir yani aynanın arkasında oluşur. (yalancıdır = gerçek değildir = görünendir).
2- Aynanın arkasında oluşur (aynanın içerisinde oluşmaz).
3- Düzdür.
4- Cismin aynaya olan uzaklığı ile görüntünün aynaya olan uzaklığı eşittir.
5- Cismin boyu, görüntünün boyuna eşittir.
6- Cisme göre sağlı solludur. (Sağ el, görüntünün sol elidir).
7- Görüntü aynaya göre simetriktir.
d)
Düzlem Aynaların Kullanıldığı Yerler :
Düzlem aynalar, cisimlerin aynı büyüklükte görüntülerini elde etmek için evlerde, mağazalarda, iş yerlerinde ve çeşitli teknolojik araçlarda kullanılır. Ayrıca ısı ve ışık yalıtımı sağlamak için binaların dış cepheleri ayna gibi yansıtıcı camlarla kaplanır. Ayrıca projeksiyon, tepegöz, periskop gibi teknolojik araçların yapımında da kullanılır.
Düzlem aynalar, cisimlerin aynı büyüklükte görüntülerini elde etmek için evlerde, mağazalarda, iş yerlerinde ve çeşitli teknolojik araçlarda kullanılır. Ayrıca ısı ve ışık yalıtımı sağlamak için binaların dış cepheleri ayna gibi yansıtıcı camlarla kaplanır. Ayrıca projeksiyon, tepegöz, periskop gibi teknolojik araçların yapımında da kullanılır.
NOT
:
1- Yansıma olayında yansıyan
ışınların uzantıları kesişirse görüntü zahiri, yansıyan
ışınların kendileri kesişirse görüntü gerçek olur.
2- Gerçek görüntüler görülemez sadece ekran üzerine düşürülebilir. Zahiri görüntüler aynada görülen görüntülerdir.
ışınların kendileri kesişirse görüntü gerçek olur.
2- Gerçek görüntüler görülemez sadece ekran üzerine düşürülebilir. Zahiri görüntüler aynada görülen görüntülerdir.
3- Gerçek görüntü daima ters, zahiri görüntü düz olur.
4- Rüzgârsız havalarda su birikintisi ve göller düz ayna gibi davranır. İlk çağlarda
insanlar Ay`ın göldeki görüntüsüne bakarak Ay`ın göle düştüğünü zannedip onu çıkarmaya çalışmışlardır.
5- Düzlem aynanın önünde duran kişilerden yansıyan ışınlar aynaya çarparak yansır ve tekrar göze gelir.
6- Düzlem aynaya dike gelen ışınlar, kendi üzerinden geri dönecek şekilde yansırlar.
7- Yatay düzlemde duran düzlem aynada; B, C, D, E, H, K, O, I harflerinin görüntüsü kendisi ile aynıdır.
8-Dikey düzlemde duran düzlem aynada; A, H, I, İ, M, O, Ö, T, U, Ü, V, Z harflerinin görüntüsü kendisi ile aynıdır.2- KÜRESEL AYNALAR :
Yansıtıcı yüzeyi küre kapağı şeklinde olan aynalara küresel ayna denir. Küresel aynalar çukur ayna ve tümsek ayna olarak iki çeşittir.
Düzlem aynalar için geçerli olan yansıma kanunları, küresel aynalar için de geçerlidir. Fakat düzlem ve küresel aynalardaki yansıma farklıdır. Düzlem aynalardaki yansıma ile küresel aynalardaki yansımanın farkı, düzlem aynalara paralel gelen ışınlar paralel yansırken, küresel aynalara paralel gelen ışınlar paralel yansımayıp ışınlar bir noktada toplanacak veya bir noktadan dağılacak şekilde yansırlar.a) Çukur Ayna :
Yansıtıcı yüzeyi çukur olan aynalara çukur ayna (konkav ayna = iç bükey ayna) denir. Çukur ayna, cisimlerin görüntülerini büyütebilme ve gelen paralel ışınları bir noktada toplayabilme özelliğine sahiptir.1- Çukur Aynaya Paralel Gelen Işınların Yansıması :
Çukur aynaya paralel gelen ışınlar, aynada yansıma kanunlarına göre yansıdıktan sonra bir noktada toplanırlar. Çukur aynada yansıyan ışınların toplandığı noktaya odak noktası denir. Aynadan yansıyan ışınlar odak noktasından geçtikten sonra doğrultu ve yönünü değiştirmeden yayılmaya devam ederler.
4- Rüzgârsız havalarda su birikintisi ve göller düz ayna gibi davranır. İlk çağlarda
insanlar Ay`ın göldeki görüntüsüne bakarak Ay`ın göle düştüğünü zannedip onu çıkarmaya çalışmışlardır.
5- Düzlem aynanın önünde duran kişilerden yansıyan ışınlar aynaya çarparak yansır ve tekrar göze gelir.
6- Düzlem aynaya dike gelen ışınlar, kendi üzerinden geri dönecek şekilde yansırlar.
7- Yatay düzlemde duran düzlem aynada; B, C, D, E, H, K, O, I harflerinin görüntüsü kendisi ile aynıdır.
8-Dikey düzlemde duran düzlem aynada; A, H, I, İ, M, O, Ö, T, U, Ü, V, Z harflerinin görüntüsü kendisi ile aynıdır.2- KÜRESEL AYNALAR :
Yansıtıcı yüzeyi küre kapağı şeklinde olan aynalara küresel ayna denir. Küresel aynalar çukur ayna ve tümsek ayna olarak iki çeşittir.
Düzlem aynalar için geçerli olan yansıma kanunları, küresel aynalar için de geçerlidir. Fakat düzlem ve küresel aynalardaki yansıma farklıdır. Düzlem aynalardaki yansıma ile küresel aynalardaki yansımanın farkı, düzlem aynalara paralel gelen ışınlar paralel yansırken, küresel aynalara paralel gelen ışınlar paralel yansımayıp ışınlar bir noktada toplanacak veya bir noktadan dağılacak şekilde yansırlar.a) Çukur Ayna :
Yansıtıcı yüzeyi çukur olan aynalara çukur ayna (konkav ayna = iç bükey ayna) denir. Çukur ayna, cisimlerin görüntülerini büyütebilme ve gelen paralel ışınları bir noktada toplayabilme özelliğine sahiptir.1- Çukur Aynaya Paralel Gelen Işınların Yansıması :
Çukur aynaya paralel gelen ışınlar, aynada yansıma kanunlarına göre yansıdıktan sonra bir noktada toplanırlar. Çukur aynada yansıyan ışınların toplandığı noktaya odak noktası denir. Aynadan yansıyan ışınlar odak noktasından geçtikten sonra doğrultu ve yönünü değiştirmeden yayılmaya devam ederler.
2- Çukur Aynada Görüntünün Özellikleri :
Çukur aynada cismin bulunduğu yere göre görüntünün özellikleri farklıdır.
a- Cisim odak noktasından uzakta ise;
– Cisim aynaya yaklaştıkça görüntü büyür.
– Görüntü terstir.
– Görüntü gerçektir.
b- Cisim odak noktası ile ayna arasında ise;
– Cisim aynaya yaklaştıkça görüntü büyür.
– Görüntü düzdür.
– Görüntü zahiridir yani aynanın arkasında oluşur.
3- Çukur Aynaların Kullanıldığı Yerler :
Çukur aynalar teknolojik aletlerde ışığı kontrol etmek amacıyla kullanılır. Bunun nedeni çukur aynanın ışığı bir noktada toplayacak şekilde yansıtmasıdır. Çukur ayna;
• Diş hekimlerinin kullandığı araçlarda kullanılır.
Güneş ışınlarının odaklanması (bir noktada toplanması)
sağlanır. Bu sayede çok yüksek sıcaklıklar elde edilir. (Güneş fırınları bu
şekilde çalışır ve bu fırınlar askerler, dağcılar ve işçiler tarafından
kullanılır).
• Teleskop yapımında kullanılır.
• Aynanın odak noktasına konan ışık kaynağı sayesinde aynadan ışınlar paralel yansır. Bu özellik sayesinde ışıldak, el feneri ve araba farları yapılır.
• Mikroskopta incelenecek cisim üzerine ışık düşürmek için kullanılır.
• Teleskop yapımında kullanılır.
• Aynanın odak noktasına konan ışık kaynağı sayesinde aynadan ışınlar paralel yansır. Bu özellik sayesinde ışıldak, el feneri ve araba farları yapılır.
• Mikroskopta incelenecek cisim üzerine ışık düşürmek için kullanılır.
b) Tümsek Ayna :
Yansıtıcı yüzeyi tümsek olan aynalara tümsek ayna (konveks ayna = dış bükey ayna) denir. Tümsek ayna, cisimlerin görüntülerini küçültebilme ve gelen paralel ışınları dağıtma özelliğine sahiptir.
1- Tümsek Aynaya Paralel Gelen Işınların Yansıması :
Tümsek aynaya paralel gelen ışınlar, aynada yansıma kanunlarına göre yansırlar ve aynanın arkasındaki bir noktadan çıkıyormuş gibi birbirinden uzaklaşarak yansırlar. Tümsek aynada yansıyan ışınların uzantılarının aynanın arkasında kesiştiği noktaya odak noktası denir. Aynadan yansıyan ışınlar odak çıkacak şekilde yansıdıktan sonra doğrultu ve yönünü değiştirmeden yayılmaya devam ederler.
2- Tümsek Aynada Görüntünün Özellikleri :
Tümsek aynada cisim nerede bulunursa bulunsun görüntünün özellikleri aynıdır. Cisim nereye konursa konsun;
– Görüntü daima cisimden küçüktür.
– Cisim aynaya yaklaştıkça görüntü daha da küçülür.
– Görüntü düzdür.
– Görüntü zahiridir yani aynanın arkasında oluşur.
3- Tümsek Aynaların Kullanıldığı Yerler :
Tümsek aynalar, ışığı daha geniş alanlara yansıttığı için daha fazla aydınlanma veya daha geniş görüş alanı sağlamak için kullanılır. Bu nedenler arabalarda yan ayna olarak kullanılır.
NOT : 1- Araçlardaki yan aynalar, daha geniş bir görüş açısı sağlamak için tümsek aynadan, dikiz aynaları ise arkadaki araçların yerinin tam olarak anlaşılabilmesi için düz aynadan yapılmıştır.
IŞIĞIN
KIRILMASI
Bir
saydam ortamdan başka bir saydam ortama geçen ışığın doğrultu değiştirmesine kırılma
denir. Kırılan ışığın bu ortamdaki hızı da değişir. Eğer ışık bir saydam
ortamdan başka bir saydam ortama dik girerse kırılma olmaz. Ancak hızı yine
değişir.
Bu
değişimin artıp azalması ortamların optik yoğunluğu (şeffaflık derecesi) ile
ilgilidir. Işığın en hızlı olduğu saydam ortam havadır. Işığın havadaki hızı
300.000 km/s dir. Yani ışık, havada saniyede 300.000 km yol alır. Bu hız su
ortamında 225.000 km/s cam ortamında ise 200.000 km/s dir. Bu sonuca göre optik
yoğunluk arttıkça ışığın hızının azaldığı anlaşılır.
NOT:
Işık için en çok kullanılan saydam ortamlar;
HAVA, SU, CAM dır. Bu ortamların yoğunlukları büyükten küçüğe doğru; CAM, SU, HAVA şeklindedir.
Işığın
kırılma olayı, günlük yaşamımızda ilginç görüntülere neden olur. Örneğin havuz
içindeki suya baktığımızda içindeki cisimleri bulundukları konumdan daha
yakında görürüz. Bir kısmı su içinde olan bir çubuğa dışardan bakan bir kimse
çubuğu kırıkmış gibi görür.
Yine sıcak bir
günde çölde yürüyen bir insanın serap denilen bir olayla karşılaşması da
bu olaya örnektir. Serap olayının ışığın kırılması
ile olan ilgisini şöyle açıklayabiliriz. Soğuk hava sıcak havadan
yoğundur. Bu nedenle yere yakın kısımlar ile daha yüksek kısımlar farklı
yoğunluktadır. Güneş yere yakın kısımları daha çok ısıtır. Bu nedenle yere
yakın olan kısımlar az yoğundur. Yüksek kısımlar ise çok yoğundur. Güneş
ışınları bu yoğunluk farkından dolayı kırılır. Serap denilen olay bu kırılan
ışınların kesişmesiyle oluşan görüntülerdir.
Işınlar su
gibi çok yoğun ortamdan hava gibi az yoğun ortama her açı altında geçer
diyemeyiz. Belli açıdan büyük açılarda gönderilen ışık hava ortamına çıkamaz.
Işık su ortamına geri yansır. Bu olaya tam yansıma denir. Bu olayın
günlük yaşamımızda çok yararlı sonuçları vardır. Özellikle teknolojideki fiber optik kablolar yardımıyla bükülebilen
ortamlarda ışığın görüntü taşıması sağlanmaktadır. Özellikle tıpta endoskopi
denilen cihazlar, insan vücudunun içindeki organları dışardan gözleme olanağı
verir.
Yandaki şekilde görüldüğü gibi cam prizmaya
giren beyaz ışık kendisini oluşturan altı renge ayrılır. Bu renkler kırmızı,
turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor dur. Bu olayın oluşumundaki temel neden
ışığın kırılmasıdır. Her bir rengin farklı açılarda kırılması
ve renklerine ayrılması her rengin prizma
içinden geçerken farklı enerjide ve hızda olmasından kaynaklanır. Enerjisi en
az olan ışık en az kırılan kırmızı ışıktır.
En çok kırılmaya uğrayan renk mordur. Buna
göre sapma miktarı kırmızıdan mora doğru artar. En çok sapmaya uğrayan renk
mordur.
Sınır Açısı
Işık, cam gibi çok yoğun ortamdan hava gibi
az yoğun ortama her açı altında geçemez. Cam ve hava için öyle bir gelme açısı
vardır ki kırılma açısı 90°'dir. Bu durumda gelme açısına sınır açısı denir.
Eğer camdan havaya bir ışın sınır açısından
büyük bir açıyla gönderilirse ışın hava ortamına geçemez, iki ortamı ayıran
yüzey düz ayna gibi ışığı cam ortamına geri
yansıtır. Bu olaya tam yansıma denir.
Tam Yansımalı Prizmalar
Işığın saydam ortamlarda tam yansıma yapmasından
yararlanarak tam yansımalı prizmalar elde edilir. Bu prizmalar teknolojide çok
kullanılır. Kesiti çok küçük
olan fiber optik kablo içerisinde ışık eğrisel
yollarda tüm yansımalı prizmaları ile istenilen şekilde yönlendirilir. Örneğin
iç organları görüntüleyen endoskopi aletleri
bu sisteme göre yapılmıştır.
MERCEKLER
Işığın cam ortamında kırılmaya uğradığını biliyoruz. Işık havadan cama
geçerken kırıldığı gibi camdan havaya geçerken de kırılır. Eğer camın iki yüzü
pencere camında olduğu gibi paralel değilse ışığın cama giriş doğrultusu ile
çıkış doğrultusu aynı olmaz. Bir saydam ortama öyle bir biçim verilebilir ki
ışınlar bir noktada toplanabilir ya da dağıtılabilir. Bu şekilde ışığı toplayan
ya da dağıtan özel olarak biçimlendirilmiş cam veya başka saydam maddelere mercek
denir.
Optik araçların hemen hemen tümünde mercek kullanılır. Örneğin fotoğraf
makinesi,teleskop, büyüteç, gözlük bunlardan birkaçıdır. Gözün kendisinde de
doğal bir mercek vardır.
Mercekler genellikle eğri yüzeyli olarak yapılır. Bazılarının bir yüzü
düz diğer yüzü eğrisel olabilir. Yapılış şekillerine göre mercekler, ince
kenarlı ve kalın kenarlı olarak ikiye ayrılırlar.
Paralel ışık demetini bir noktada toplayan merceklere ince kenarlı (yakınsak)
mercek adı verilir.
Paralel ışık demetini dağıtma özelliği olan merceklere kalın kenarlı (ıraksak) mercek adı verilir.
İnce Kenarlı Mercek (Yakınsak
Mercek)
Kenarları
ince olan merceklerdir. Işığı toplama özelliğine sahiptirler. Görüntü
oluştururlar. Oluşan görüntüler cismin boyundan büyük, cismin boyuna eşit ve
cisimden küçük olabilir. Günlük hayatımızda büyüteç olarak kullandığımız
mercek, ince kenarlı mercektir. Eğer güneş ışınları önüne bir büyüteç tutulur
ve büyütecin arkasına uygun uzaklıkta
bir kağıt yerleştirlirse kağıdın üzerinde küçük parlak bir görüntü izlenir. Bu
görüntü güneşin görüntüsüdür. Mercek ile kağıt arasındaki uzaklık merceğin odak
uzaklığıdır. Kağıt üstünde görülen parlak nokta merceğin odak noktasıdır. Buna
göre, ince kenarlı merceğin, paralel ışık demetini kırarak topladığı noktaya odak
noktası denir. Odak noktasının merceğe olan uzaklığına odak uzaklığı denir.
Kalın Kenarlı Mercek (Iraksak
Mercek)
Kenarları kalın olan merceklerdir. Işığı dağıtma
özelliğine sahiptirler. Görüntü oluştururlar. Oluşan görüntüler cisme göre düz
ve küçüktür. Kalın kenarlı merceğe gelen paralel ışık demeti mercek içinden
geçerken birbirlerinden
uzaklaşarak kırılır. Kırılan ışınların uzantıları bir
noktada toplanır bu noktaya odak noktası denir. Odak noktasının merceğe
olan uzaklığına ise odak uzaklığı denir.
NOT:
Mikroskop , büyüte, teleskop ve dürbünde ince kenarlı mercek; el feneri ve
ışıldaklarda kalın kenarlı mercek kullanılır.
0 Yorumlar