11. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Optik
Prizmalar
Dürbünler, periskoplar ve fotoğraf makineleri ışığı yönlendirmek için prizmalardan yararlanır. Bir prizma, kırılma yasalarının ve tam yansımanın birlikte çalıştığı en güzel örnektir: ışık her yüzeyde Snell Yasasına uyar, bazı yüzeylerde ise tamamen geri yansır. Bu konuda kırılma yasalarının prizmalar için de geçerli olduğu hipotezini test eder, tek renkli ışığın prizmadaki ve prizmalardan kurulan birleşik sistemlerdeki yolunu adım adım belirlersin.
Kazanımlar
- FİZ.11.3.8. Kırılma yasalarının prizmalar için de geçerli olduğuna dair hipotez kurar; her yüzeydeki $n_1\sin i = n_2\sin r$ eşitliğini ölçüm ya da simülasyon verisiyle test eder.
- FİZ.11.3.8. Eşkenar prizmada tek renkli ışığın yolunu çizer; sapmanın yönünü ve prizma indisine, çevre ortama bağlı değişimini açıklar.
- FİZ.11.3.8. Dik ikizkenar prizmada tam yansımanın gerçekleşme koşulunu bulur ve ışığın 90° ya da 180° dönmesini açıklar.
- FİZ.11.3.8. Periskop ve ters yerleştirilmiş iki prizma gibi birleşik sistemlerde ışığın yolunu tümdengelimle belirler.
Konu anlatımı
Prizma Nedir? Neden Kullanılır?
Işığın Eşkenar Prizmadaki Yolu
Hipotez Kur, Test Et
Sapma Neye Bağlıdır?
Çözümlü Örnekler: Eşkenar Prizma
Dik İkizkenar Prizma: Tam Yansıma ile Yönlendirme
Birleşik Sistemler: Işığın Yolunu Adım Adım Bulmak
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Prizma
- Işığı kırarak ya da tam yansıtarak yönlendiren, düz yüzlü saydam cisim.
- Tepe açısı (A)
- Işığın içinden geçtiği iki yüz arasındaki açı; eşkenar prizmada 60°.
- Sapma açısı (δ)
- Işığın prizmadan çıktıktan sonra ilk doğrultusundan sapma miktarı; $\delta = i_1 + r_2 - A$.
- Hipotenüs
- Dik ikizkenar prizmada dik açının karşısındaki eğik yüz; tam yansımanın gerçekleştiği yüzeydir.
- Tam yansıma
- Çok yoğun ortamda gelme açısı sınır açısından büyük olduğunda ışığın tamamen geri yansıması.
- Periskop
- İki prizma (ya da ayna) kullanarak ışığı yönlendiren ve engelin ötesini görmeyi sağlayan düzenek.
- Porro prizması
- Işığı iki tam yansımayla 180° döndüren dik ikizkenar prizma düzeneği; dürbünlerde kullanılır.
- Hipotez
- Deneyle sınanabilen, geçerli olup olmadığı test edilecek varsayım; bu konuda: kırılma yasaları prizma yüzlerinde de geçerlidir.
Örnek soru
Havada bulunan, kırma indisi havadan büyük olan eşkenar bir cam prizmanın yan yüzeyine tek renkli ışık eğik gelip prizmadan çıkıyor. Işın, ilk doğrultusuna göre hangi yöne sapar?
- Prizmanın tepe noktasına doğru
- Hiç sapmaz, doğrultusu değişmez
- Gelme yüzeyine doğru
- Prizmanın tabanına doğru
- Her zaman gelme doğrultusunun tersine
Doğru cevap: D
Çözüm
1. Girişte ışık havadan cama (az yoğundan çok yoğuna) geçer ve normale yaklaşır.
2. Çıkışta camdan havaya geçer ve normalden uzaklaşır.
3. Her iki kırılma da ışını prizmanın tabanına doğru büker; ışın tabana doğru sapmış olarak çıkar.
Cevap: D. Işığın tepeye doğru sapması prizmanın çevre ortamdan daha az yoğun olması (ör. su içindeki hava boşluğu prizması) durumunda olur; hava içindeki camda olmaz.