OPTİK

Işık Nedir?

Işığı yaptığı davranışlarla tanırız. Işık saydam ortamlarda yayılır. Işık foton denilen taneciklerden oluşur. Fotonların belirli bir dalga boyu vardır. Bazı fiziksel olaylarda tanecik, bazılarında dalga yapılı özelliği gösterir. Belirli enerjileri vardır.

Işık Kaynakları

Hangi ortamda olursa olsun, gece ve gündüz kendiliğinden ışık yayarak görülebilen cisimlere ışık kaynağı denir. Işık kaynakları, yapılarına göre, sıcak (akkor) ışık kaynakları ve soğuk (akkor olmayan) ışık kaynakları olmak üzere ikiye ayrılır.

Üzerine düşen ışığı geçirip geçirmemelerine göre, maddeler üç kısımda incelenir. Üzerlerine düşen ışığı tamamıyla geçirebilen, cam, su ve hava gibi maddelere saydam maddeler denir. Üzerlerine düşen ışığın bir kısmını geçiren maddelere yarı saydam maddeler hiç geçirmeyenlere ise saydam olmayan maddeler denir.

Işık Nasıl Yayılır?

Işık kaynaklarından yayılan ışınlar türdeş ortam içerisinde doğru boyunca ilerler. Işığın ilerlemesi için ortama ihtiyaç yoktur. Işık türdeş saydam ortam içerisinde sabit hızla yayılır ve ışık hızı ortama göre değişir.

Tam Gölge – Yarı Gölge

Kaynaklardan yayılan ışınlar, ortamda ilerlerken saydam olmayan cisimler üzerine düşerlerse, cisimleri geçemediklerinden dolayı, cisimlerin arka tarafında karanlık alanlar oluşur. Meydana gelen bu karanlık alanlara gölge denir. Gölgenin şekli, saydam olmayan cismin şeklinin en büyük kesiti gibidir. Bunun sebebi, noktasal ışık kaynağından çıkan ışığın doğrusal olarak yayılmasıdır.
image0015.gif

Şekildeki ışık kaynağından çıkan ışınların hiç düşmediği yerlere tam gölge, kaynağın bazı bölgelerinden ışık düşüp bazı bölgelerinden ışık düşmediği yerlere de yarı gölge denir.
image0024.gif

Eğer kullanılan ışık kaynağı şekildeki gibi saydam olmayan engelden büyük ise, perdenin bulunduğu yere göre gölge şekilleri değişir. Perde (a) konumunda iken ortada tam gölge ve etrafında yarı gölge oluşur. Perde (b) konumunda iken yalnız yarı gölge oluşur. (Şekil (a) ve (b))
image0035.gif

Dünya güneş etrafında dönerken, ay dünya ile güneş arasına şekildeki gibi girdiğinde, ayın gölgesi dünya üzerine düşer ve K noktasından bakan gözlemci güneşi göremez. Bu olaya güneş tutulması denir.
image0045.gif

Dünya, güneş etrafında dönerken ay ile güneş arasına şekildeki gibi girdiğinde dünyanın gölgesi, ay üzerine güneş ışınlarının gelmesini engeller. Güneşten ışık alamayan ay, L noktasından bakıldığında görülmez, bu olaya da ay tutulması denir.
image0053.gif

DÜZLEM AYNALAR

Yansıma

Saydam ortamda hareket eden ışığın herhangi bir yüzeye çarpıp geri dönmesine yansıma denir. Yansıma olayında ışığın hızı, frekansı, rengi yani hiçbir özelliği değişmez. Sadece hareket yönü değişir.
image0063.gif

Bir yüzeyle 90° lik açı yapan dikmeye yüzeyin normali denir. Gelen ışınla normal arasındaki açıya gelme açısı (a), yansıyan ışınla normal arasındaki açıya da yansıma açısı (b) denir.

Yansımanın iki yasası vardır:

1. Gelen ışın, normal ve yansıyan ışın aynı düzlemdedir.

2. Gelme açısı yansıma açısına eşittir. (a = b)

Işınların geldiği yüzey şekildeki gibi düzgün olursa, bu yüzeyin her noktasında normaller birbirine paraleldir. Şekildeki gibi gelen ışınların gelme açıları birbirine yansıma açıları da birbirine eşit olur.
image0073.gif

Bundan dolayı yüzeye birbirine paralel gelen ışın demeti, yüzeyden de birbirine paralel olarak yansır. Bu yansımaya düzgün yansıma denir.

Eğer yüzey şekildeki gibi düzgün değilse, yüzeyin bütün noktalarındaki normaller farklıdır. Yüzeye paralel gelen ışınların gelme açıları yansıma açılarına eşit olmaz. Bu yansımaya dağınık yansıma denir.
image0083.gif

Görüntü Oluşumu

Herhangi bir cismi görebilmek için, cisimden yayılan ışınların göze gelmesi gerekir. Cisimden çıkan ışınlar doğrudan göze gelirse cisim görülür.

Eğer cisimden çıkan ışınlar, yansıma veya kırılma sonucu göze gelirse algılanan şey cismin görüntüsü olur.

Şekildeki K noktasal cisminin görüntüsünü bulmak için iki ışın kullanmak yeterlidir. Bu ışınlar yansıma kurallarına göre yansıtılır. Işınların uzantılarının kesiştiği yerde görüntü oluşur. Bu görüntü aynaya dik gönderilen ışının uzantısı üzerinde olmak zorundadır.
image0093.gif

Eğer cisim şekildeki gibi ise K ve L noktalarının ayrı ayrı görüntüleri bulunur ve bu K’, L’ görüntü noktaları birleştirilerek K, L cisminin görüntüsü bulunur.
image0102.gif

Görüntünün Özellikleri:

Yansıyan veya kırılan ışınların kendileri kesişirse görüntü gerçek, uzantıları kesişirse görüntü zahirî (sanal) olur.
Zahiri görüntüler her zaman görünen görüntülerdir. Gerçek görüntüler ise, perde üzerine düşürülerek, değişik noktalardan görülebildiği gibi, gerçek görüntüden göze gelen ışınlar nedeniyle de perde olmadan da görülebilirler.

Düzlem Aynada Görüntü ve Özellikleri:

Şekildeki gibi noktasal bir cisimden çıkan ışınlar, düzlem aynada yansıyor ve uzantılarının kesiştiği yerde görüntü oluşuyor.
image0112.gif

Buna göre, düzlem aynada oluşan görüntü;

• Zahirîdir.
• Aynaya olan uzaklığı, cismin aynaya olan uzaklığına eşittir.
• Boyu, cismin boyuna eşittir.
• Cisme göre sağlı solludur. Sağ elimiz, görüntümüzün sol elidir.
• Aynaya göre simetriktir.
Yukarıdaki şekilde cismin aynaya dik uzaklığı yoksa aynanın uzantısı alınır. K cisminin bu uzantıya göre simetriği olan K’ görüntüsü bulunur.

Görüş Alanı

Bir düzlem aynanın iki kenarına gözden gönderilen ışınlar aynada yansır. Yansıyan bu ışınlar ile ayna arasında kalan alana görüş alanı denir. Bu yansıyan ışınların üzerinden geçtiği noktalar ve bu ışınlar arasında kalan noktaları görebilmek mümkündür.
image0122.gif

Saydam olmayan küresel cisimlerin görüntülerinin arkasında kalan noktalar görülemeyebilir. Onun için görüş alanına bakarak görülebilecek noktalar kesinlikle bunlardır diye söylemek hatalı olabilir.

Şekilde G noktasından aynaya bakan bir gözün görüş alanını bulurken, aynanın iki ucundan normaller çizilir. Gelen ışının eşit açı yaparak yansımasını bulmak için, gözün normale dik olan uzaklığı belirlenir. Yansıyan ışın yine normalden eşit dik uzaklık olan noktadan geçer. Şekilde 1. ışın L noktasından, 2. ışın da S noktasından geçecek şekilde yansır. G noktasının aynadaki görüntüsünü görmek için nerelerden bakılmalı diye sorulduğunda, görüş alanı içinden bakılmalı cevabı verilir.
image0132.gif

Gelme açısını yansıma açısına eşit çizebilmek için, aynanın normali hatasız çizilmelidir. Şekilde K aynası birim karelerin köşelerine yerleştirilmiş ise, normal ile ayna arasındaki açının 90° olması için bir kare köşegeni birleştirilerek normaller çizilir. Yan yana iki kare köşesi birleştirilerek yerleştirilen L aynasının normali, üst üste iki kare köşesi birleştirilerek bulunur.
image0143.gif

Düzlem Aynada Özel Durumlar

1. Düzlem aynada gerçek cismin görüntüsü her zaman zahirîdir. Cismin aynaya uzaklığı, görüntünün aynaya uzaklığına, cismin boyu da görüntünün boyuna eşittir.

2. Bir düzlem aynaya gelen ışının doğrultusu değiştirilmeden, ayna a açısı kadar döndürülürse, yansıyan ışın 2a kadar döner. Şekilde normal her zaman ayna ile 90° lik açı yapar. Ayna, a açısı kadar döndürülürse normal de a açısı kadar döner. Gelme açısı a kadar büyür, dolayısıyla yansıma açısı da a kadar büyür. Sonuçta yansıyan ışın 2a açısı kadar sapar.
image0153.gif

Şekilde x – y eksenleri arasında 45° lik açıyla yerleştirilen aynada, x ekseni üzerindeki K cisminin görüntüsü y ekseninde ve K’ noktasında oluşur. Ayna 45° dönderilerek y eksenine getirilirse, K’ noktası 90° dönerek K” noktasına gelir.
image0162.gif

3. Bir düzlem ayna ışık kaynağına yaklaştıkça gelme açısı, dolayısıyla yansıma açısı da büyür. Bu da yansıyan ışınlar arasındaki alanın büyümesi demektir. Kısacası düzlem ayna göze yaklaştıkça görüş alanı artar. Ayna gözden uzaklaştıkça görüş alanı azalır. Veya düzlem aynaya yaklaştıkça görüş alanı artar, uzaklaştıkça görüş alanı azalır.
4. Kesişen iki düzlem ayna arasındaki açı a ise aynalar arasında meydana gelen görüntü sayısı,
image0172.giftane olur,
Paralel iki düzlem ayna arasındaki görüntü sayısı sonsuzdur.

KÜRESEL AYNALAR

Yarıçapı R olan bir kürenin tümsek kısmı parlatılıp ayna yapılırsa tümsek ayna, çukur kısmı parlatılıp ayna yapılırsa çukur ayna elde edilmiş olur. Aynanın tam ortasından ve merkezinden geçen eksene asal eksen denir. Aynanın asal eksenle çakıştığı noktaya tepe noktası (T) denir.
image0181.gif

Tepe ile merkez noktalarının tam ortasındaki noktaya da odak noktası (F) denir. Odak noktasının aynaya veya merkeze uzaklığına da odak uzaklığı (f) denir. Odak uzaklığı ile aynanın (R) yarıçapı arasında
R = 2f bağıntısı vardır.
image0191.gif

Kürenin merkezinde geçen bütün doğrular kürenin yüzeyine dik olduğundan,küresel aynalarda merkezden geçen bütün doğrular normal olarak kabul edilebilir.

Çukur Aynada Işınların Yansıması

Yansımanın en önemli şartı gelme açısının yansıma açısına eşit olmasıdır. Merkezden aynaya çizilen doğrular, küresel aynaların normalidir. Çünkü bu doğrular aynaya diktir.

1. Asal eksene paralel gelen ışınlar yansıdıktan sonra odaktan geçer. Gelen ışığın normalle yaptığı açı, yansıyan ışığın normalle yaptığı açıya eşittir.
image0201.gif

2. Odaktan aynaya gelen ışınlar asal eksene paralel gidecek şekilde yansır. Bir önceki ışının tam tersidir.

3. Merkezden gelen ışınlar yine merkezden geçecek şekilde yansır. Çünkü normal üzerinden gelen ışınlar, aynaya dik çarptıklarından kendi üzerlerinden geri yansırlar.
image0211.gif

4. Tepe noktasına gelen ışınlar, asal eksenle eşit açı yapacak şekilde yansırlar. Çünkü asal eksen de merkezden geçtiği için normaldir.

Çukur Aynada Görüntü Çizimleri

Oluşan görüntünün yerini bulmak için en az iki tane ışın kullanmak gereklidir. Işınlar nerede kesişirse görüntü orada oluşur.

Cisim sonsuzda ise; sonsuzdan gelen ışınlar asal eksene paralel gelirler. Paralel gelen ışınlar ise yansıdıktan sonra odakta toplanırlar. Görüntü, odakta gerçek ve nokta halinde oluşur.

1.Cisim merkezin dışında ise; görüntü, odak ve merkez arasında, ters gerçek ve boyu cismin boyundan küçüktür. Hatırlanacağı gibi ışınların kendisi kesişirse görüntü gerçek, uzantıları kesişirse görüntü zahirî olur.
image0221.gif

2.Cisim merkezde ise; görüntü, merkezde ters gerçek ve boyu cismin boyuna eşit olur.
image0211.gif

3.Cisim odakla merkez arasında ise; görüntü merkezin dışında ters, gerçek ve boyu cismin boyundan büyüktür.
image0221.gif

4.Cisim odakta ise; yansıyan ışınlar birbirlerine paralel olduğundan, görüntü sonsuzda ve belirsizdir.

5.Cisim ayna ile odak arasında ise; görüntü aynanın arkasında, düz, zahirî ve boyu cismin boyundan büyüktür. Çizimlerden de görüldüğü gibi cisim veya görüntüden aynaya yakın olanın boyu daha küçüktür.
image0231.gif

Tümsek Aynalarda Özel Işınlar

Tümsek aynada da çukur aynada olduğu gibi merkezden geçen bütün doğrular normaldir. Tümsek aynada odak noktası aynanın arkasında olduğu için zahirîdir. Çünkü odak, ışığın toplandığı noktadır. Tümsek aynada ışık toplanmaz. Sadece uzantıları odaktan geçer, kendileri geçemez.

1. Asal eksene paralel gelen ışınlar, uzantıları odaktan geçecek şekilde yansırlar.
image0241.gif

2. Uzantıları odaktan geçecek şekilde gelen ışınlar, asal eksene paralel gidecek şekilde yansırlar.

3. Uzantıları merkezden geçecek şekilde gelen ışınlar, kendi üzerlerinden geri dönecek şekilde yansırlar.
image0251.gif

4. Tepe noktasına gelen ışınlar, asal eksenle eşit açı yapacak şekilde yansırlar.

Tümsek Aynada Görüntü Çizimi

Bir tümsek aynada cisim nerede olursa olsun görüntü her zaman ayna ile odak noktası arasında, düz, zahirî ve boyu cismin boyundan küçüktür. Cisim sonsuzda iken görüntü odakta nokta halinde olur. Şekilde görüldüğü gibi cisim aynaya yaklaştıkça görüntünün boyu büyüyerek aynaya yaklaşır.
image0261.gif

Küresel Aynalarda Herhangi Bir Işığın İzlediği Yol:

Çukur aynaya özel ışınların dışında herhangi bir ışın gönderildiğinde, ışının aynaya değme noktasına merkezden geçen normal çizilir. Gelen ışın normal ile eşit açı yapacak şekilde yansır.
image0271.gif

Şekilde tümsek aynaya gelen ışın, normal ile eşit açı yapacak şekilde yansır. Tümsek aynada görüntü daima odak ile ayna arasında oluştuğundan, yansıyan ışınların uzantısı da odak ile ayna arasından geçer.
image0281.gif

Özel Durumlar

Ayna formülleri kullanılarak özel konumlu cisimlerin görüntülerinin yerleri tespit edilir.

1. Cisim çukur aynanın merkezinden f, aynadan 3f kadar uzaklıkta ise, görüntü odakla merkezin tam ortasında; yani aynadan 3f/2 kadar uzaklıkta olur. Görüntünün boyu cismin boyunun yarısı kadar olur.
image0291.gif

2. Cisim çukur aynadan 3f/2 kadar uzaklıkta ise, görüntü aynadan 3f kadar uzaklıkta ve boyu cismin boyunun iki katı olur.

3. Şekildeki gibi cisim çukur ayna ile odağın tam ortasında; yani aynadan f/2 kadar uzakta ise zahirî görüntü f kadar uzakta olur ve boyu cismin boyunun iki katı olur.
image0301.gif

4. Şekildeki gibi cisim tümsek aynadan f kadar uzakta ise, görüntü, ayna ile odak noktasının tam ortasında, yani aynadan f/2 kadar uzaktadır. Boyu ise cismin boyunun yarısı kadar olur.
image0311.gif

IŞIĞIN KIRILMASI

Işık ışınları saydam bir ortamdan başka bir saydam ortama geçerken ışınların bir kısmı yansıyarak geldiği ortama dönerken bir kısmı da ikinci ortama, doğrultusu ve hızı değişerek geçer. Işığın ikinci ortama geçerken doğrultu değiştirmesine ışığın kırılması denir.
image0321.gif

Kırılma Kanunları

1. Gelen ışın, normal ve kırılan ışın aynı düzlemdedir.

2. Gelme açısının sinüsünün, kırılma açısının sinüsüne oranı her zaman sabittir. Bu sabit, ikinci ortamın birinci ortama göre kırılma indisine eşittir. Şekildeki açılara göre,

image0331.gif
şeklinde ifade edilir. Bu bağıntıya Snell bağıntısı denir. Bağıntıdaki sabit değere ışığın havadan saydam maddeye girişte kırılma indisi veya sadece ortamın kırılma indisi denir. Kırılma indisi saydam maddelerin ayırt edici bir özelliğidir.
Burada kırılma indisi bağıl kırılma indisi ve mutlak kırılma indisi olmak üzere ikiye ayrılır.

Işık kırılma indisi küçük ortamlardan büyük ortamlara geçerken normale yaklaşır.

Kırılma indisi büyük ortamlardan küçük ortamlara geçerken normalden uzaklaşır.
image0341.gif

Kırılma indisi büyük ortamlara çok yoğun ortam, kırılma indisi küçük ortamlara az yoğun ortam denir. Buradaki yoğun kelimesinin özkütle ile ilgisi yoktur.
image0351.gif

Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama veya çok yoğun ortamdan az yoğun ortama dik olarak geçerse doğrultusu değişmez, fakat hızı ve dalga boyu değişir
image036.gif

Sınır Açısı ve Tam Yansıma

Işık ışınları, kırılma indisi küçük ortamlardan büyük ortamlara hangi açı ile gelirse gelsin normale yaklaşarak kırılır ve ikinci ortama geçer. Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelen ışınlar ikinci ortama her zaman geçemez. Ancak belli açılardan küçük açılarla geldiği zaman geçer.

image037.gif

Sınır Açısı

Gelme açısı büyüdükçe kırılma açısı da büyür ve ışığın kırılma açısı 90° olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir. Eğer ışık ışınları sınır açısından daha büyük açıyla gelirse ikinci ortama geçemez ve geldiği ortama normalle eşit açı yaparak geri döner.
image037.gif

Bu olaya tam yansıma denir.
Örneğin, sudan havaya gelen ışınlar için sınır açısı 48°, camdan havaya gelen ışınlar için ise 42° dir.
Bu iki örnekten de anlaşılacağı gibi ortamların kırılma indisleri arasındaki fark büyüdükçe sınır açısı küçülür. Aynı sonuç Snell bağıntısından da anlaşılabilir.

Işığın Paralel Yüzlü Ortamdan Geçişi

Işık ışınları d kalınlığında paralel yüzlü bir cama şekildeki gibi geldiğinde önce normale yaklaşarak, çıkışta ise normalden uzaklaşarak kırılır. Kırılan ışın ile gelen ışın, birbirine paralel olur. Sadece paralel bir kaymaya uğrar. Kayma miktarı camın kalınlığına ve O1 ve O2 açılarına bağlıdır. O2 ise ortamların kırılma indislerine bağlıdır.
image038.gif

Görünür Derinlik

Bulunduğumuz ortamdan kırıcılık indisleri farklı saydam ortamlardaki cisimlere baktığımızda, bulundukları yerlerden farklı yerlerde görürüz. Mesela akvaryuma üstten bakıldığında balıklar yüzeye çok yakın görülür. Su dolu havuza üstten bakıldığında, havuzun derinliği, olduğundan daha yakın algılanır. Sonuç olarak az yoğun ortamdan çok yoğun ortamdaki cisimlere bakan gözlemciler cismi daha yakında, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakan gözlemciler ise daha uzakta görür.

Şekilde görüldüğü gibi az yoğun ortamdan çok yoğun ortama normal ya da normale yakın yerden bakılırsa cisim gerçek yerinden daha yakında görülür.
image039.gif

Şekilde ise çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakıldığında ise cisim gerçek bulunduğu yerden daha uzakta görülür. Bunların sebebi, ışığın kırılarak göze gelmesi ve gözün de kırılan ışınların uzantısında görmesindendir.
image040.gif

Küresel Yüzeylerde Kırılma

Küresel camlara gönderilen ışık camdan geçerken kırılmaya uğrar. Önce girişte normale yaklaşır. Çıkarken de normalden uzaklaşarak kırılır. Burada unutulmaması gereken olay, küresel yüzeylerde merkezden geçen bütün doğruların normal olduğu ve normal üzerinden gelen ışınların kırılmayacağıdır. Şimdi de bir kaç şekil üzerinde bu olayı inceleyelim.

image041.gif

Şekil (e) de açı 45° den büyük olduğu için tam yansımıştır. Şekil (f) de ise ışık yarım kürenin merkezine gelmesine rağmen normal üzerinden gelmediği için kırılmıştır. Fakat çıkarken kürenin merkezinden geçecek şekilde geldiği için normal üzerinden doğrultu değiştirmeden çıkar.

PRİZMALAR

Kesiti üçgen şeklinde olan saydam ortamlara ışık prizması denir. Bu prizmada A açısına tepe açısı ya da kıran açı denir. Bu açının karşısındaki kenara da taban denir. Işık prizmalarda kırılma kanunlarına uygun olarak kırılır.

image042.gif

Şekilde cam prizmaya gelen ışın normale yaklaşarak kırılır. Camdan havaya gelen ışın için O açısının sınır açısına göre kıyaslanmasıyla üç farklı yol izleyebileceği görülür.
image043.gif

Tam Yansımalı Prizmalar

Kesiti ikizkenar dik üçgen şeklinde olan camdan yapılmış prizmalara tam yansımalı prizmalar denir. Çünkü bu üçgenin açıları 45°, 45° ve 90° dir. Camdan havaya geçişte sınır açısı 42° olduğundan bu prizmaya gönderilen ışık en az bir defa tam yansımaya uğrar.
Şimdi bu prizmaya gönderilen bir kaç ışığın izlediği yolları şekiller üzerinde görelim.
Şekillerdeki sistemlerde görüldüğü gibi ışık, en az bir yüzeyde tam yansımaya uğrar. Şekiller üzerinde de görüldüğü gibi ışınların, yüzeylerin normalleri ile yaptıkları açı 42° den büyükse tam yansımaya uğrar.

image044.gif

Şekilde görüldüğü gibi aynı prizmaya farklı iki ışık gönderildiğinde biri tam yansımaya uğramasına rağmen diğeride tam yansımaya uğramamıştır.

image045.gif

Beyaz Işığın Renklerine Ayrılması

Aynı saydam düzleme şekildeki gibi eşit gelme açılarıyla gönderilen kırmızı ve mavi ışınların aynı miktarda kırılmadığı, mavinin daha çok kırıldığı gözleniyor. Yani aynı ortam, farklı ışınlar için farklı kırılma indisine sahipmiş gibi davranır.
image046.gif

Şekildeki prizmaya gönderilen beyaz ışık renk karışımı olduğundan bu renkler prizmadan geçerken farklı miktarlarda kırılırlar. En az kırmızı en çok ta mor ışın kırılır.
image0471.gif

Renk

Güneş ışığını bir prizmadan geçirdiğimizde renklerine ayrıldığını ve bu renklerinde sırası ile kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor olduğunu biliyoruz.

Cisimler güneş ışığı ile aydınlatıldığında, üzerine bu renklerin karışımı olan ışık düştüğünden, cisimler bunlardan bir kısmını yansıtırlar ve değişik renklerde cisimler algılanır. Bir cisim güneş ışığındaki tüm renkleri yansıtıyorsa beyaz, hiç birini yansıtmıyorsa siyah, herhangi bir rengi yansıtıyorsa o renkte görünür.

Güneş ışığındaki renklerden kırmızı, mavi ve yeşil renge ana renk denir. Bu üç ışığın tek tek ya da değişik oranlardaki karışımı göze gelirse, göz, cisimleri bu karışımlara göre değişik renklerde algılar. Bu üç rengin, karışımları beyaz ışığı verir. Şekildeki venn şemasında bu durum görülüyor. Aynı tabloyu incelersek kırmızı ve yeşil ışık göze gelirse sarı, kırmızı ve mavi ışık göze gelirse magenta, mavi ve yeşil ışık göze gelirse cyan olarak algılanır.
image048.gif

image049.gif

Karışımları beyaz rengi verebilecek iki renge tamamlayıcı renkler denir. Şekil (a), (b), (c) de görüldüğü gibi kırmızı ile cyan (mavi – yeşil), yeşil ile magenta (kırmızı – mavi) ve mavi ile sarı (yeşil – kırmızı) tamamlayıcı renklerdir. Kısacası bu renklerin hepsinin içerisinde kırmızı mavi ve yeşil olduğundan bu üç rengin karışımı beyaz olarak algılanır.

Cisimlerin Işığı Yansıtması

Bir cisim güneş ışığındaki tüm renkleri yansıtıyorsa beyaz görünür. Buradan anlıyoruz ki beyaz cisimler bütün renkleri yansıtıyor. Beyaz cisim, beyaz ışıkla aydınlatılırsa beyaz, kırmızı ışıkla aydınlatılırsa kırmızı, mavi ışıkla aydınlatılırsa mavi görünür. Dolayısıyla beyaz cisimler hangi ışıkla aydınlatılırsa o renkte algılanırlar.

Bir cismin rengi ana renklerden birisi ise, kendi rengini güçlü olarak yansıtır ve bir de prizmadaki renk sırasına göre bir altı ile bir üstündeki renkleri zayıf olarak yansıtır. Kendi rengi güçlü olduğundan zayıf renkler görülmez. Mesela kırmızı ışık, kırmızıyı güçlü, turuncuyu zayıf yansıtır. Mavi ışık maviyi güçlü, yeşil ve moru zayıf yansıtır.

image0501.gif

Eğer mavi kitabı yeşil ışık altında aydınlatırsak, yeşil mavinin komşusu olduğundan zayıf olarak yansır. Fakat bu zayıf ışık gözü yeşil renkte uyaramayacağından mavi kitap siyah görünür.

Cisim güçlü ışıkların renginde görülür. Şekilde, güçlü ışıklar uzun oklarla gösterilmiştir. Zayıf ışınlar ise kısa okla gösterilmiştir.
image0511.gif

Işığın Filtrelerden Geçişi

Işığı geçirebilen renkli saydam filtrelerden geçen ışığın renkleri ile filtre rengindeki cisimden yansıyan ışıkların renkleri aynıdır. Yani kırmızı filtre, kırmızı ışığı güçlü, turuncu ışığı zayıf geçirir. Mavi filtre, mavi ışığı güçlü, yeşil ve mor ışığı zayıf geçirir. Sarı filtre, sarı ışığı kırmızı ışığı, yeşil ışığı güçlü, mavi ışığı ise zayıf geçirir.

Şekilde kırmızı filtreden kırmızı ışık güçlü, turuncu ışık ise zayıf geçer. Bu ışınlarda mavi filtreden geçemez, mavi filtre siyah görünür.
image052.gif

Şekilde sarı filtreden sarı, kırmızı ve yeşil renkler güçlü geçerken mavi ise zayıf geçer. Bu renkler de yeşil filtreden geçerken yeşil güçlü, sarı zayıf geçer ve filtre yeşil renkte algılanır.
image053.gif

Şimdi kırmızı, yeşil, mavi, beyaz ve siyah zeminler beyaz ışıkla aydınlatılırken bu zeminlere sarı filtre, cyan filtre ve magenta filtre ile bakılırsa renklerin nasıl algılandığı şekilde gösterildiği gibidir.
image054.gif

Güçlü olarak yansıyan ve geçen renkler algılanmaz Yüzeyden zayıf olarak yansıyan veya filtreden zayıf olarak geçen ışık algılanmaz ve o renkte görülmez

MERCEKLER

İki küresel yüzey veya bir düzlemle bir küresel yüzey arasında kalan saydam ortamlara mercek denir.
image055.gif

Şekildeki gibi yüzeyler kesişiyorsa ince kenarlı mercek olur ki bu mercek üzerine gelen bütün ışınları her iki yüzeyden kırarak asal eksenine yaklaştırır. Mercekler yüzeylerin şekline göre iki tip olabilir.
image056.gif

Şekildeki gibi yüzeyler kesişmiyorsa bu merceklere kalın kenarlı mercek denir. Kalın kenarlı mercek ışığı her iki yüzeyden kırarak asal eksenden uzaklaştırır.
image057.gif

Kısacası ince kenarlı mercekler ışığı toplar, kalın kenarlı mercekler ışığı dağıtır.

Bu durum merceğin kırılma indisinin ortamın kırılma indisinden büyük olması halinde mümkündür.
image0581.gif

Aynalarda olduğu gibi merceklerde de ışığın toplandığı nokta odak noktası ve bu noktanın merceğe uzaklığı odak uzaklığıdır. Fakat burada odak uzaklığı küresel yüzeylerin yarıçapının yarısı kadar değildir ve merceğin hem sağından gelen ışınlar hemde solundan gelen ışınlar her iki yüzeyde de eşit miktarda kırıldıkları için mercekten eşit uzaklıklarda odaklanırlar. Bir mercekte odak uzaklığı;
image059.gif

1. Merceğin yapıldığı maddenin ve içinde bulunduğu ortamın kırılma indisine
2. Merceğin yan yüzeylerinin eğirilik yarıçapının büyüklüğüne ve cinsine (Çukur veya tümsek)
3. Kullanılan ışığın cinsine (Camın bütün ışıklar için kırıcılık indisi farklıdır.) bağlıdır.

Merceğin havaya göre odak uzaklığı, suya göre odak uzaklığından daha küçüktür.
image060.gif

Merceğin bulunduğu ortamın kırılma indisi artarsa odak uzaklığı da artar ve ortamın kırılma indisi merceğin kırılma indisine eşit olduğunda, ışık hiç kırılmaz. İster ince, isterse kalın kenarlı mercek olsun. Eğer dış ortamın kırılma indisi merceğin kırılma indisinden büyük olursa, ince kenarlı mercek kalın kenarlı mercek gibi, kalın kenarlı mercek de ince kenarlı mercek gibi davranır.

Yani mercek karakter değiştirir.

image061.gif

Eğrilik yarıçapı büyük olan merceğin odak uzaklığı daha büyüktür. Aynı boydaki şişman merceğin odak uzaklığı zayıf merceğin odak uzaklığından daha küçüktür. Ayrıca bir mercek ortadan ikiye bölünürse, bölünen merceklerin odak uzaklıkları ilk durumdakine göre daha büyük olur.
Ortamların ışıklara karşı gösterdikleri kırılma indisi aynı değildir. Bunu prizmadan hatırlıyoruz.
nmor > …. > nkırmızı olduğundan odak uzaklığı ışığa göre de değişir.

image062.gif

Şekil (a) ve (b) de görüldüğü gibi merceğin kırmızı ışığa göre odak uzaklığı, mor ışığa göre odak uzaklığından daha büyüktür.

İnce Kenarlı Mercekte Özel Işınlar:

İnce kenarlı mercekte özel ışın ve görüntüler çukur aynanın aynısıdır. Sadece aynada yansıma, mercekte ise kırılma olayı vardır.

1. Asal eksene paralel gelen ışın, odaktan geçecek şekilde kırılır.
image063.gif

2. Odaktan geçecek şekilde gelen ışın, asal eksene paralel gider.

3. Odak uzaklığının iki katı mesafede gelen ışın, yine odak uzaklığının iki katı mesafeden geçecek şekilde kırılır.
image064.gif

4. Merceğin optik merkezinden geçecek şekilde gelen ışın doğrultu değiştirmeden gider.

Herhangi bir ışının davranışını bulmak için şekildeki gibi ışına parelel ve optik merkezden geçen bir yardımcı eksen çizilir.
image065.gif

Sonra gerçek eksenin odağından dikme çıkılır. Yardımcı odak bulunur ve ışın bu odaktan geçirilir. Veya, ince kenarlı mercek asal eksene doğru, kalın kenarlı mercek de asal eksenden uzaklaştıracak şekilde kırar. Bu bilgiyi ve özel ışınları dikkate alarak yardımcı eksen çizmeden de herhangi bir ışının izleyeceği yol bulunabilir.

İnce Kenarlı Mercekte Görüntü Çizimleri:

1. Cisim 2F noktasının dışında ise görüntü F ile 2F arasında ters, gerçek ve boyu cismin boyundan küçüktür.
image066.gif

2. Cisim 2F de ise görüntüsü 2F de ters, gerçek ve boyu cismin boyuna eşittir.

image067.gif

3. Cisim 2F ile F arasında ise görüntüsü 2F nin dışında, ters, gerçek ve boyu cismin boyundan büyüktür.
image068.gif

4. Cisim F de ise görüntüsü sonsuzda olur.
image069.gif

5. Cisim sonsuzda ise, görüntüsü F de, gerçek ve noktasaldır.

6. Cisim mercekle F arasında ise, görüntü cismin arkasında, düz, zahirî ve boyu cismin boyundan büyüktür.
image070.gif

Kalın Kenarlı Mercekte Özel Işınlar:

Kalın kenarlı mercekteki özel ışınlar ve görüntü çizimleri tümsek aynadaki özel ışınlar ve görüntü çizimlerinin aynısıdır. Sadece tümsek aynada yansıma, merceklerde ise kırılma neticesinde görüntüler oluşacaktır.

1. Asal eksene paralel gelen ışın uzantısı odaktan geçecek şekilde kırılır.
image071.gif

2. Uzantısı odaktan geçecek şekilde gelen ışın asal eksene paralel gidecek şekilde kırılır.

3. Uzantısı 2F noktasından geçecek şekilde gelen ışın yine uzantısı 2F noktasından geçecek şekilde kırılır.

4. Optik merkeze gelen ışın kırılmadan gider.
image072.gif

Kalın Kenarlı Mercekte Görüntü Çizimi:

Şekilde görüldüğü gibi cisim nerede olursa olsun görüntü her zaman cismin olduğu taraftaki odakla mercek arasında düz, zahiri ve boyu cismin boyundan küçük olur. Cisim merceğe yaklaştıkça görüntü de merceğe yaklaşır ve boyu artar. Cisim sonsuzda iken görüntü odakta olur.

image073.gif

Özel Durumlar

1. Cisim ince kenarlı mercekten 3f kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f/2 kadar uzakta olur ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur.

image074.gif

2. Cisim ince kenarlı mercekten 3f/2 kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f kadar uzakta olur ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur.
image075.gif

3. Cisim ince kenarlı mercekten f/2 kadar uzakta ise, görüntüsü cisimle aynı tarafta, mercekten f kadar uzakta ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur
image076.gif

4. Cisim kalın kenarlı mercekten f kadar uzakta ise görüntü mercekten f/2 kadar uzakta ve boyu cismin boyunu yarısı kadar olur.
image077.gif

alıntıdır.

Reklamlar

50 Responses to OPTİK

  1. erdimç dedi ki:

    prizmalarda kırılma

  2. Caner dedi ki:

    Helal olsun, ne güzelde yazmışsın.

  3. turgay dedi ki:

    yaaaaabaaanane

  4. kopkorn dedi ki:

    super ama keske bıras daha bılgı olsaydı saydam ortamların gorunur derınlıgı hakkında bılen warmı bu konu hakkında ayrıntılı b
    ılgı

  5. baran dedi ki:

    çok teşekkürler fizik dönem ödewim buydu işime yaradı
    tekrar tekrar teşekkür ederim :)

  6. nisa dedi ki:

    ya allah razı olsun da bide hocanın istedigi şekilde yapsannız şunları…

  7. fatih dedi ki:

    çok güzel O MEY GAT :)

  8. BİLAL dedi ki:

    mükemmel olmuşta bir de kopyalayabilsek

  9. ESRA dedi ki:

    teşekkürler işime çok YARADI

  10. arif dedi ki:

    güzel olmuş

  11. Enes dedi ki:

    çoooooook iyi bilgiler ama bi de kopyalansa gıcık oldum (kopyalanmadığı için ).kopyalanması da olsa tam süper olcak

  12. merve dedi ki:

    sssssüüüüüppppeeeerrrr olllmuşşşşşşşş
    tebrik ederim

  13. engin dedi ki:

    kardeş allah razı olsun senden bugun son gundu odev ıcın vvalla cok ısıme yaradı saolasın

  14. engin dedi ki:

    kardeş allah razı olsun senden valla saolasın bugun son gundu donem odevı ıcın

  15. seda dedi ki:

    gerçekten çok saol allah razı olsun

  16. ceren dedi ki:

    çok güzel ellerinize sağlık:)

  17. seda dedi ki:

    çok çok çok tşk ellerinize sağlıkkkk

  18. sefa dedi ki:

    çok saool işeme yaradı:)

  19. hayrettin dedi ki:

    ellerinize kollarınıza sağlık abiler çok süper oluş yani wery power….

  20. fatoss dedi ki:

    ya bu siteye saydam olmayan maddeleri de ekleseniz super olcak :)

  21. süleyman dedi ki:

    helal olsun bu kadar güzel anlatmak kolay adamların işideil

  22. samet dedi ki:

    çok güzel olus wallabu ödew bu kdr kolay mı anlatılır yanı 10 numara olmus bnce

  23. burak dedi ki:

    kardes ödewi nsl ındırıcez ya sana zahmet:)

  24. adsız dedi ki:

    ya kardeşim hani tümsek aynalarla ilgili bilgi çok az hocamız çok sinili sıfırda alcam yaaw

  25. adsız dedi ki:

    ya iyi güzel ama iki ayna arasında oluşan sonsuz görüntü hakkında hiç bir bilgi yok dönev ödevimi bulamadım sizden yardım alabilirmiyim diye düşündüm ama bana yardımcı olabileceğiz birşey bulamadımama yinede güzel hazırlamışsınız elinize sağlık fakat daha geniş olabilirdi……………………………..

  26. ilkay dedi ki:

    ben bir sayısal öğrencisi olarak sitenizi çok beğendim güzel hazırlamışsınız fakat daha geniş olabilirdi yine çok güzel olmuş tebrikler………

  27. selim dedi ki:

    ÇOOOOOOOOK güzel olmuş.Hazırlıyana teşekkürler

  28. gamze dedi ki:

    hiç güzel olmamışşş

  29. nil dedi ki:

    selam ya nabersiniz ben nil aslında diğer adım eylem ama neyse şarkıcı eylemim ben ya inanmazsanız inanmayın msn m……………………………………………………………………………………………..

  30. ygmr dedi ki:

    slm çok güzel olms ama, düzlem aynada görüs alanıyla ilgili daha fazla soru koyarsanız daha iyi olur

  31. makarona elif dedi ki:

    merhaba ben elif konu anlatımı resimler hepsi süper bazı yorumlara baktım kötü bulanlar bence onlar gözlük alıp sonra tekrar bakmalılar gerçekten çok güzel bütün istediğim konular burda seni tebrik eder başarılarının devamını dilerim

  32. makarona elif dedi ki:

    umarım diğer konularıda alırsınız
    ben çok beğendim bundan sonra ben buraya gireceğim
    eğer yenikonuları alırsanız msnme iletmenizi rica ederim selmakosak@hotmail.com

  33. ayse arslan dedi ki:

    selamlar

    bu sayfayı nasıl dökebilirim kopyalama yapınca şekiller çıkmıyor.

    şimdiden teşekkürler

  34. büşra dedi ki:

    çok güzel olmuş teşşekkürler

  35. seher dedi ki:

    merhaba ben seher konu anlatımı gayet güzel ama biraz daha içerikli olabilirdi bence

  36. ayşe dedi ki:

    slm ben ayşe konular çok güzel ama ben bişe anlamıyorum biriniz bana anlatırmısınız???

  37. zümrüt dedi ki:

    gercekten guzel olmus ellerınıze saglık herseyı guzelce anlatmıssınız

  38. aysel dedi ki:

    Gerçekten güzel bir bilgi ama merceklerde daha yrıntılı bir bilgi verilebilirdi.Ama yine de yapanların ellerine sağlık……………

  39. serengül dedi ki:

    çok güzel fakat bence sonuna en azından 5 civarında soru ekleyin ki bizler eksik noktalarımızı bulup tekrar yapalım (NE GÜZEL BİRŞEY Kİ BİZİ DÜŞÜNEN BÜYÜKLERİMİZİN OLMASI)SİZE ÇOK AMAÇOOOOOK TEŞEKKÜR EDERİM bütün 8. sınıflara oks de BAŞARILAR dilerim SeReN

  40. cok gozel olmus ben begendım tesekkurler bızım gıbı genclere de bole sıteler gerekıyor cok tesekkurler herkes ıcın

  41. cemre dedi ki:

    teşekürler güzel olmuş ellerinize sağlık yazılı haftasına yetişmiş sayısalcıların işine çok yarayacak

  42. mErT dedi ki:

    çukur ayna tümsek ayna nerelerde kullanılır bılen varsa yazabılırmı …….. önemli tşk :d
    EMEGE SAYGI

  43. mErT dedi ki:

    ARKLAR BENM İSTEDİGİM ODEW BUNLARIN (ÇUKUR AYNA İLE TÜMSEK AYNANIN NERELERDE KULLANILDIGI :D BIEN VARSA TŞK

  44. mErT dedi ki:

    AMA KARDEŞ ÇOK GUZEL YAPMISSINIZ EMEGE SAYGI ELLERİNİZE SAGLIK
    ……………………………………………….. SÜPER OLMUUŞ……………………………100/100 VERDİM SİZE :d

  45. isot dedi ki:

    ay çok işime yaramadı ama gerçi saol yha ii ii adam ol:D:D

  46. abdullah dedi ki:

    allah sizden razı olsun fen dersimdeki ışık ve ses ünitesindeki çukur aynanın özellikleri dersime yardımcı oldunuz başarılarınızın devamını dilerim ama az daha bilgi koyarsanız süper olacaktır

  47. adsız vatandaş dedi ki:

    ÇOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOK GÜZEL FAKAT IŞIK DÜZ YÜZEYLERDE NASIL YANSIR SORUMA YANIT BULAMADIM SİTEYİ HAZIRLAYANLARA DUYURULRR

  48. gizemli dedi ki:

    idare eder pek işime yaradığı sölenemez

  49. veli dağlı dedi ki:

    tebrikler

  50. seda dedi ki:

    çok güzel olmuş ama ben bu yazıları nasıl kopyalıcam. Kopyalanmıyor.

Bir Cevap Yazın

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: