11. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Optik

Işığın Kırılması, Snell Yasası ve Tam Yansıma

Suya batırılan bir kalem yüzeyde kırılmış gibi görünür; çünkü ışık, hızının farklı olduğu iki ortamın sınırında doğrultu değiştirir. Bu konuda kırılmanın yönünü ve büyüklüğünü ortamların kırma indisleriyle ilişkilendirir, Snell Yasası ile gelme ve kırılma açılarını hesaplar, ışığın hangi koşulda ikinci ortama hiç geçemeyip tamamen geri yansıdığını (tam yansıma) açıklarsın. Sonunda tek renkli ışıkla gelme ve kırılma açılarını ölçeceğin bir deney tasarlayıp veriyi çözümleyebilirsin.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. Işık Ortam Değiştirince Ne Olur?

  2. Kırma İndisi: Ortamın Işığı Kırma Ölçüsü

  3. Kırılmanın Yönü: Normale Yaklaşma ve Uzaklaşma

  4. Snell Yasası

  5. Çözümlü Örnekler: Kırılma

  6. Sınır Açısı ve Tam Yansıma

  7. Çözümlü Örnekler: Sınır Açısı

  8. Deney: Gelme ve Kırılma Açıları

  9. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

Anahtar terimler

Kırılma
Işığın bir ortamdan başka bir saydam ortama geçerken doğrultu değiştirmesi.
Kırma indisi (n)
Işığın boşluktaki hızının ($c$) ortamdaki hızına ($v$) oranı: $n = c/v$. Birimsizdir ve her zaman 1'e eşit ya da büyüktür.
Normal
Ayırıcı yüzeye, ışının geldiği noktada çizilen dik doğru; tüm açılar bu doğruyla ölçülür.
Gelme açısı ve kırılma açısı
Gelen ve kırılan ışınların normalle yaptığı açılar ($\theta_1$ ve $\theta_2$).
Snell Yasası
$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$; kırılmada açıların sinüsleri ile kırma indisleri arasındaki ilişki.
Sınır açısı
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken kırılma açısının 90° olduğu gelme açısı: $\sin\theta_s = n_2/n_1$.
Tam yansıma
Çok yoğun ortamda gelme açısı sınır açısından büyükse ışığın ikinci ortama geçmeyip tamamen geri yansıması.
Optik yoğunluk
Ortamın kırma indisiyle belirlenen yoğunluk: indisi büyük ortam çok yoğun, küçük ortam az yoğundur.

Örnek soru

Işığın boşluktaki hızı $c = 3\times10^{8}\,\text{m/s}$'dir. Kırma indisi $n = 2$ olan saydam bir ortamda ışığın hızı kaç $\text{m/s}$'dir?

  1. $6\times10^{8}$
  2. $3\times10^{8}$
  3. $1{,}5\times10^{8}$
  4. $1\times10^{8}$
  5. $0{,}5\times10^{8}$

Doğru cevap: C

Çözüm

1. Kırma indisi $n = \dfrac{c}{v}$ olduğundan $v = \dfrac{c}{n}$.
2. $v = \dfrac{3\times10^{8}}{2} = 1{,}5\times10^{8}\,\text{m/s}$.
Cevap: C. $6\times10^{8}$ seçeneği $v = c\cdot n$ işlemini yapmaktan gelir; ışık hiçbir ortamda boşluktakinden hızlı olamaz.

11. Sınıf Fizik: tüm konular