Işığın Kırılması Test Çözümleri. Test 1'in Çözümleri 3. K

Transkript

1 4 şığın ırılması Test Çözümler Test 'n Çözümler 3.. cam şık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Bu nedenle dan cama geçen ışık şekldek gb kırılmalıdır. şık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. A seçeneğnde ışık ortamından ortamına kırılmadan geçmş. Oysak şeklde gösterldğ gb normale yaklaşarak kırılmalıdır hat Blgn ayıncılık Gelen ışının yüzeyn normal le yaptığı açı gelme açısı, kırılan ışının yüzeyn normal le yaptığı açı kırılma açısıdır. Bu durumda gelme açısı = 70, kırılma açısı r = şık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Ayrıca ortamın kırıcılık nds arttıkça ışığın o ortamdak hızı azalır.. ortam v 5. v 3 v 2 2. ortam 3. ortam Şekldek ışın. ortamdan 2. ortama geçerken ve 2. ortamdan 3. ortama geçerken normale yaklaştığına göre kırılma ndsler arasındak lşk; n 3 > n 2 > n Hızlar arasındak lşk de; v > v 2 > v 3 Şekl Şekl şık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Bu durumda ortamların kırılma ndsler arasındak lşk; n > n Br yüzeye dk gelen ışın kırılmadan dğer ortama geçer. anıt E

2 2 ŞĞ RA Şekl şın saydam ortamından saydam ortamına geçerken normalden uzaklaştığına göre den ya geçerken normale yaklaşmalıdır. an ışın Şekl dek numaralı yolu zler. şık ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Bu nedenle ortamının kırıcılık nds nknden büyüktür.. yargı yanlıştır. şık ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Bu yüzden ortamının kırıcılık nds nnknden büyüktür.. yargı doğrudur. aydam br ortamın kırıcılık nds le o ortamdak ışık hızı ters orantılıdır. Bu nedenle ışığın ortamındak hızı nnknden büyüktür.. yargı doğrudur. hat Blgn ayıncılık 7. su 9. Az yoğun ortamdak br gözlemc çok yoğun ortamdak br csme baktığında csm kendsne yaklaşmış olarak görür. u çndek balık ışığın kırılmasından dolayı, olduğu noktadan daha yukarıda görünür. Bu nedenle kuşun balığı yakalayablmes çn yolunu zlemes gerekr. anıt C şık ışını çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşır. Buna göre ortamların kırıcılık ndsler arasındak lşk; n > n Br ortamın kırıcılık nds le o ortamdak ışık hızı ters orantılıdır. Bu durumda ışının ortamlardak hızları arasındak lşk; v > v > v

3 ŞĞ RA 3 0. ışını ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Buna göre n > n 2. ışık ışını ortamından ortamına ve ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Bu nedenle,, ortamlarının kırılma ndsler arasındak lşk n > n şığın kırılmasından dolayı çok yoğun ortamdak csm olduğundan daha yakında, az yoğun ortamdak csm de olduğundan daha uzakta görünür. ışını ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Bu nedenle n > n şık ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Ancak C seçeneğnde bu durumun ters söz konusudur. anıt C n olduğundan G gözlemcs C csmn kendsne yaklaşmış olarak görür. n olduğundan G 2 gözlemcs C csmn kendsnden uzaklaşmış olarak görür. G C C G 2 hat Blgn ayıncılık n > n olduğundan G 3 gözlemcs C csmn kendsnden uzaklaşmış olarak görür. G 3 C. ışını ortamından or- tamına geçerken kırılmadığına göre, ve saydam ortamlarının kırıcılık ndsler eşttr.. öncül kesnlkle doğrudur. 2 ışını ortamından ortamına dk olarak geldğ çn kırılmadan geçmştr. Bu nedenle 2 ışınına bakarak ortamların kırıcılık ndslernn eşt olup olmadığına karar veremeyz. 3 ışını normale yaklaşarak kırıldığına göre n R > n şığın az yoğun ortamdak hızı daha büyüktür.. öncül kesnlkle doğrudur. 2 3 R 3. ışını ortamından ortamına geçerken normale yaklaştığına göre, ortamından ortamına geçerken de normalden uzaklaşmalıdır.

4 4 ŞĞ RA 4. gözlemc 5. G G 2 sıvı Şekl maden para Şekl maden para Şekl para Gözün parayı görmes çn paradan çıkan (veya yansıyan) ışınların göze ulaşması gerekr. Bunun çn sıvı öyle br sevyeye doldurulmalıdır k paradan gelen ışınlar kırılmaya uğrayıp göze ulaşmalıdır. abı sevyes ve daha altındak br sevyede sıvı le doldurursak kırılma kuralları çnde ışınlar göze ulaşamaz. Ancak sıvı sevyes noktasının üzernde br yerde olursa kırılma sonucu ışın göze ulaşablr. En uygun sevye A seçeneğnde verlen sevyes gözlemc s v Şekl hat Blgn ayıncılık aden paranın görüleblmes çn paradan çıkan ışınların göze ulaşması gerekr. aradan yansıyan ışın Şekl dek G gözlemcsne ulaşmadığı çn G gözlemcs kesnlkle parayı göremez. aradan yansıyan ışın Şekl dek gb kırılarak G 2 gözlemcsne ulaşırsa G 2 gözlemcs parayı göreblr. ıvının kırıcılık nds azaltılırsa Şekl dek ışın daha az kırılacağından G 2 gözlemcsnn parayı görmes zorlaşacaktır. para

5 ŞĞ RA 5 Test 2'nn Çözümler 3. Ι s v s. Ι s v s cam 4 ayrılma yüzey Ortamların kırıcılık ndsler ne olursa olsun, yüzeye dk gelen ışınlar kırılmadan geçer. Buna göre. yargı yanlış, ve. yargılar doğrudur. anıt E Br ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Buna göre, ışını 4 numaralı yolu zler. hat Blgn ayıncılık 4. Ι 2. Ι. ortam n n ortam n 2 n ortam n 3 nell bağıntısına göre; n sn = n 2 sn r n sn53 = n 2 sn n = 5 3 n = 3 5 bulunur. anıt C Br ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. ışını. ortamdan 2. ortama geçerken normale yaklaştığına göre n 2 > n ışını 2. ortamdan 3. ortama geçerken yne normale yaklaştığına göre n 3 > n 2 Buna göre, ortamların kırıcılık ndsler arasındak lşk n 3 > n 2 > n

6 6 ŞĞ RA ortam Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelen ışık çn kırılma açısının 90 lk değerne karşılık gelme açısının aldığı değere sınır açısı denr. şık, sınır açısından büyük br açıyla gelrse yansıma kanunlarına uygun olarak geldğ ortama ger döner. Bu olaya tam yansıma denr. oruda her k ışın da tam yansıma yapmıştır. Fakat sınır açıları bell değl ve ortamlarının kırıcılık ndsler karşılaştırılamayacağı çn ve. yargılar yanlıştır. Tam yansıma, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçşte oluştuğundan kesnlkle n > n ve n Bu nedenle. yargı doğrudur. anıt C ortam ışık ışını ortamından ortamına sınır açısı le gelmştr. nolu ışın sınır açısından büyük br açıyla geldğ çn tam yansıma yapar. Bu ışının zledğ yol doğrudur. 2 nolu ışın sınır açısından küçük br açı le geldğ çn normalden uzaklaşarak ortamına geçmştr. 2 numaralı yol doğru çzlmştr. 3 nolu ışın normale yaklaşarak kırıldığı çn kesnlkle yanlış çzlmştr. hat Blgn ayıncılık 4 nolu ışın yüzeye dk geldğ çn kırılmadan geçer. 4 numaralı ışının zledğ yol doğrudur. 6. ortam 8. ortamından ortamına geçerken sınır açısı söz konusu olduğundan ortamının kırıcılık nds ortamının kırıcılık ndsnden büyüktür. ortam ortam ortam ortam ortamından ortamına gönderlen ışını tam yansıma yaptığına göre kesnlkle n > n dır. ortamından ortamına gönderlen ışın normalden uzaklaştığına göre kesnlkle n > n Bu verlerle ve ortamlarının kırıcılık ndslern karşılaştıramayız. anıt C Şekl Şekl Şekl de görüldüğü gb ışık ışını çn sınır açısı 45 Şekl de 2 ışık ışını çn gelme açısı sınır açısından küçüktür. Bu nedenle ortamından ortamına gelen 2 ışını, normalden uzaklaşarak ortamına geçer. anıt C

7 ŞĞ RA b a cam k rm z + yeşl 3 O açısı a açısından, yan sınır açısından büyüktür. Bu nedenle ışını tam yansıma yapar.. yargı doğrudur. ışını tam yansıma yapmadığı çn noktasından geçemez.. yargı yanlıştır. Turuncu ışığa göre; kırmızı ışık az, yeşl ışık çok kırılır. Bu nedenle kırmızı ışık () numaralı yolu zleyerek ortamına çıkar. eşl ışık se (3) numaralı yolu zleyerek çerden tam yansıma yapar. b açısı a açısından, yan sınır açısından küçüktür. Bu nedenle ışını ortamına çıkar.. yargı doğrudur. anıt C hat Blgn ayıncılık 2. a a 0. n n ışını ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaştığına göre n > n şın ortamından ortamına geçerken de normalden uzaklaştığına göre n n anıt E Gönderlen ışınların gelme açıları eşttr. şın ortamına gremedğne göre a ortamının kırıcılık nds en küçüktür. Aynı açıyla gönderlen ışın ortamına grdğne göre orta- mının kırıcılık nds en büyüktür. Buna göre kırıcılık ndsler arasındak lşk n > n

8 8 ŞĞ RA n 37 n s v n 2 ışık ışınının zledğ yol dkkate alındığında 2 ışık ışını şekldek gb br yol zler. an 2 ışını düzlem aynadan yansıdıktan sonra normale yaklaşarak sıvı çne grer. Bu ışın, tabandak düzlem aynadan yansıyarak noktasına gelr. 2 ışını noktasında normalden uzaklaşarak ortamına çıkar. nell bağıntısına göre; sn n2 = sn r n = n 2, n2 Buradak n fades n2 ortamının n ortamına göre bağıl kırılma nds Ortamlar paralel ol- duğuna göre kırıcılık nds n olan ortamı aradan çıkarablrz. n 37 hat Blgn ayıncılık n 2 sn 37 n2 = sn 90 n n2 3 n = 06, = bulunur. 5

9 ŞĞ RA 9 Test 3'ün Çözümler ışını sstemde numaralı yolu zler. anıt A Her üç şeklde,, ortamlarından ortamına aynı renkl ışın gönderlyor. Temas eden ortamların kırılma ndsler arasındak fark büyüdükçe sınır açısı küçülür. Bu nedenle n > n > n 4. normal anıt E hat Blgn ayıncılık O cam Camdan yapılmış yarım kürenn O merkez ışın çn normal görev yapar. açısı sınır açısından küçük se ışın yolunu, açısı sınır açısından büyükse ışın yolunu zler. ışını sstem terk ederken ve yollarını zlemez. anıt C 2. A A 2 3 Şekl Şekl Temas hâlnde olan k saydam ortamın kırıcılık ndsler arasındak fark büyüdükçe sınır açısı küçülür. 5 4 R 5. O su Şekldek -A ortamları çn sınır açısı olarak verlmştr. R ortamının kırıcılık nds nnknden büyüktür. Bu nedenle R-A arasındak sınır açısı dan küçük Şekl de ışını açısıyla gönderldğ çn çerden tam yansıma yapar. anıt E G Çok yoğun ortamdak br gözlemc az yoğun ortam çndek csme normale yakın doğrultuda baktığında csm kendnden uzaklaşmış olarak görür. anıt C

10 0 ŞĞ RA 6. A 8. O anıt E O noktası yarım küresnn merkez yarım küresnn merkezne doğru gelen A ışını O noktasına kadar kırılmaz. 9. ortamının kırıcılık nds nnknden büyük olduğundan ışın den ye geçerken normale yaklaşarak kırılır. n 3 şın ortamının merkeznden geldğ çn şekldek gb kırılmadan sstem terk eder. A n n 2 hat Blgn ayıncılık ışını şekldek A noktasından tam yansımaya uğradığına göre n > n 2 şın, kırıcılık nds n olan ortamdan n 2 olan ortama geçerken normale yaklaşarak kırıldığına göre n 3 > n Buna göre ortamların kırıcılık ndsler arasındak lşk n 3 > n > n 2 7. csm 0. Gelme açısıyla yansıma açısı eşt olduğundan a açısı artarsa b açısı da aynı mktarda artar. n n 2 a b asal eksen F görüntü nell yasasını; n sna = n 2 snc c noktasının dışına konulan csmden çıkan ışınların kesşmesyle şekldek gb br görüntü oluşur. şınlar her k durumda da ortam değştrmedğ çn h ve d değşmez. su olarak yazablrz. bağıntıdak n ve n 2 değerler sabt olduğundan a artarsa c da artar. Şeklde görüldüğü gb; = 90 a dır. a nın artması yı azaltır.

11 ŞĞ RA cam G O O Çok yoğun ortam çndek O noktasından çıkan br ışın normalden uzaklaşarak ortamına çıkar. G gözlemcs ışıklı csm kendsne yaklaşmış olarak O noktasında görür. O hâlde G gözlemcs doğru söylemştr. su ürenn merkeznden çıkan ışınlar kırılmadan G 2 gözlemcsne ulaşır. G 2 gözlemcs ışıklı csm olduğu yerde görür. G 2 gözlemcs doğru söylemştr. G 2 O cam Şekl Şekl Şekl de ışınının zledğ yola bakarak sınır açısının 45 olduğunu söyleyeblrz. ışını da Şekl de gösterldğ gb sınır açısıyla geldğ çn 2 numaralı yolu zler. ürenn merkeznden çıkan ışınlar şekldek gb k kez kırılmaya uğrayarak G 3 gözlemcsne varır. G 3 gözlemcs csm kendne yaklaşmış olarak görür. Buna göre G 3 gözlemcs yanlış söylemştr. O su su O 3 G 3 cam anıt E hat Blgn ayıncılık 4. ışını, R ortamından ortamına gderken normale yaklaşarak kırılmıştır. O hâlde ortamının kırıcılık nds R nnknden büyüktür. ortamından R ortamına gönderlen ışını Şekl de normale yaklaşarak kırılmıştır. Bu ışının zledğ yol yanlıştır. R R Şeklde de ışın yüzeye dk geldğnden kırılmadan geçer. Bu ışının zledğ yol doğrudur. 2. d r d kalınlığında paralel yüzlü saydam br levhaya düşen ışık ışını, levhayı terk ederken paralel br kaymaya uğrar. r 3 anıt C Şekl te ortamından R ortamına gönderlen ışını normalden uzaklaşarak kırılmıştır. O hâlde bu ışının zledğ yol doğrudur. R R

12 2 ŞĞ RA 5. Şekl ışını ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaşmıştır. O hâlde ortamının kırıcılık nds nnknden büyüktür. şın ortamından ortamına sınır açısıyla gelmştr. ınır açısının söz konusu olablmes çn nn kırıcılık nds nnknden büyük olmalıdır. Buna göre ortamların kırıcılık ndsler arasındak büyüklük lşks n > n bçmnde R Şekl Buna göre R ışınının zledğ yol Şekl dek gb hat Blgn ayıncılık

13 ŞĞ RA 3 Test 4'ün Çözümler. ışını saydam ortamından saydam ortamına, den de ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılmıştır. Bu nedenle ortamların kırılma ndsler arasındak lşk n > n > n dır. Şekl de ışını ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaşmıştır. n > n olduğundan bu çzm doğrudur. 3. ışını ortamından ortamına ve den ye geçerken normalden uzaklaşmıştır. Buna göre ortamların kırılma ndsler arasındak lşk; n > n n > n olduğundan ışın ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmalıdır. Bu nedenle ortamından ortamına gelen ışın tam yansıma yapamaz. anıt C Şekl de ışını ortamın- dan ortamına geçerken nor- malden uzaklaşmıştır. n > n olduğundan bu çzm yanlıştır. şın ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmalıdır. Şekl te ortamından yüzeyne dk gelen ışın kırılmadan geçmştr. Bu çzm doğrudur. hat Blgn ayıncılık Şekl 2 3 Şekl 4 şığın hızı le ortamın kırıcılık nds ters orantılıdır. Bu durumda kırıcılık ndsler arasındak lşk, n > n > n ortamından ortamına geçen ışın normalden uzaklaşmıştır. ortamından ortamına geçen ışın da normale yaklaşmalıdır. alnızca 2 numaralı ışın normale yaklaşmıştır. O hâlde ışın, 3 ve 4 numaralı yolları zleyemez. anıt C şık ışını; ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaşmalı, ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmalı, ortamından ortamına geçerken normale yaklaşmalıdır. anıt E

14 4 ŞĞ RA ırılma açısının 90 olmasını sağlayan gelş açısına sınır açısı denr. şık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük br açı le gelrse tam yansıma yapar. nell bağıntısını her k duruma uygulayalım. n n şık ışını çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşır. Şekldek ışın ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaşmıştır. a n 2a n 2 anıt C n a a n 3 n sna = n n 2 sn2a = n 6. ortamından ortamı- hat Blgn ayıncılık Bu bağıntılara göre sn2a > sna olduğundan ortamların kırılma ndsler arasındak lşk n > n 2 bçmnde n 3 ortamından n ortamına gelen ışını tam yansıma yapmıştır. Bu nedenle ışını çn sınır açısı a açısından küçüktür. O hâlde kırılma nds en büyüktür. Her üç ortamın kırılma ndsler arasındak lşk n 3 > n > n 2 na geçen p ışını normale yaklaşarak kırıldığına göre ortamların kırılma ndsler arasındak lşk n > n bçmnde Şekl p ortamından ortamına gelen aynı ışın 90 lk açıyla kırıldığına göre bu k ortamın kırılma ndsler arasındak lşk n > n Şekl p 8. Buna göre her üç ortamın kırılma ndsler arasındak lşk n > n > n Şekl te ortamından ortamına gelen p ışını numaralı yolu zler. Şekl p Gökkuşağı renkler sırasıyla; kırmızı, turuncu, sarı, yeşl, mav ve mordur. agenta, gökkuşağı renklernden br değl

15 ŞĞ RA soğuk sıcak asfalt Güneş ışınları su damlalarına grerken kırılmaya uğrar. Bu sırada renklerne ayrılır. u damlası çnde lerleyen ışınlar tam yansımaya uğrayıp ardından knc kırılma sonucu tekrar ya çıkar. Tam yansıma ve knc kırılma renklern brbrnden daha çok ayrılmasını sağlayarak gökkuşağını oluşturur. güneş ışığı ıcak da asfaltın çok ısınması durumunda asfalta yakın olan nın kırılma nds yukarıda kalan nın kırılma ndsnden daha küçük Bunun sonucunda csmlerden ve dan yere doğru gelen ışık ışınları farklı kırıcılıktak katmanlardan geçerek kırılır ve en alt tabakada tam yansımaya uğrayarak yön değştrr. şınlar gözlemcye ulaştığında göz, ışınlarının uzantılarının kesştğ yerde csm algılar. Fakat gördüğü yer, csmn gerçek yernden farklıdır. anıt C mor kırmızı hat Blgn ayıncılık Altı renk ışının çnde atmosferde en uzun yol alan kırmızı renktr. Çünkü kırmızı renk ışığın dalga boyu en uzundur. Atmosfer, ışığın mav tonlarını kırmızıya oranla daha çok saçılmaya uğratır. Br başka fadeyle, mav ışık, kırmızıya oranla daha fazla ve her yönde dağılarak gökyüzünün mav renkte görülmesne neden şığın optk chazlarda tam yansımaya uğramasının br alanı da fber optk borulardır. şık boruları da denlen bu saydam fberler sayesnde ışık stenlen k nokta arasında hareket ettrlr. şığın bu yolculuğu sırasında cam borunun duvarlarından sayısız tam yansıma olayı gerçekleşr. Optk fberler sayesnde ışığın gremedğ yerlere de ışık yollamamız olanaklı hâle gelmştr.

16 6 ŞĞ RA G G 2 G 3 2h O ışını saydam ortama, normale yaklaşarak grer. Bu şeklde yarım kürenn tabanına gelen ışını çn gelme açısı, sınır açısından büyük olduğundan buradan tam yansıma yapar. ışını normale yaklaşarak saydam ortama grer. ürenn tabanına sınır açısından küçük br açıyla geldğ çn normalden uzaklaşarak ortamına çıkar. h h su su su 2 u yükseklğ arttıkça csm kap tabanından daha yüksekte görünür (csm gözlemcye daha çok yaklaşır). Bu durumda csmn göründüğü uzaklıklar arasındak lşk; h 2 > h > h 3 anıt C anıt E hat Blgn ayıncılık