3 Işığın ırılması Test in Çözümleri 3. n ortamından n ortamına gelen ışık ışını tam yansımaya uğramış. O hâlde n > n. 53 53 Şekil I n n n 3 n ortamından n 3 ortamına gelen ışık ışını normale yaklaşarak kırılmıştır. O hâlde n 3 > n III n 3 > n > n yazabiliriz. Cevap B 53 Şekil II Şekil I de ışınının izlediği yola bakarak sınır açısının 53 olduğunu buluruz. Şekil II de gelme açısı sınır açısından küçük olduğu için ışın normalden uzaklaşarak ya çıkar. Cevap C ihat Bilgin Yayıncılık 4. Şekil I Şekil II u ilave etmekle yüzeyine gelme açısı değişmez. Cevap C. normal 4 3 5 C 5. O A B O noktası yarım kürenin merkezi olup, ışık ışını için normal çizgisi B den C ye gelen ışın ve 3 numaralı yolları izleyebilir. Ancak, 4 ve 5 numaralı yolları izleyemez. Çünkü ve 5 yolları normal doğrultu üzerinde Ortam değiştiği için de 4 numaralı yolu izleyemez. Hava ortamından çukur aynanın odak noktasına gönderilen ışını, yun içine girerken normale yaklaşarak kırılır. Işın çukur aynaya, odak noktasından geldiği için asal eksene paralel olarak yansır. Cevap E
IŞIĞI IRIAI 6. ortamından ortamına geçen ışın kırılmaya uğramadığına göre ve aynı cins saydam ortamdır. ortamından ortamına gelen ışın dik geldiği için kırılmaya uğramamış. Bu da ve hakkında yorum yapmamızı engeller. den e geçen ışık ışını normale yaklaşarak kırılmış. ve farklı saydam ortamlardır. Cevap D 7. Işığın. ortama geçebilmesi için ya gelme açısı () küçültülmeli ya da kırılma indisleri arasındaki fark azaltılmalıdır.. ortamın kırılma indisi daha büyük olduğuna göre I ve II. yargılar doğrudur. 0. = 53 = Y 53 53 3 =53 53 Z Cevap B 8. Z 48 48 4 Cevap C 4 48 Y ihat Bilgin Yayıncılık. Z ortamından ve Y ortamına gelen ışınlar sınır açısı ile kırıldığından n Z > n ve n Z > n Y avi renkli ışın kırmızı renkli ışından daha çok kırıldığından n Y > n olur. Bu nedenle n Z > n Y > n ilişkisini yazabiliriz.. n n ışını dik geldiği için şekildeki gibi kırılmadan ortamına geçer. Y ışını sınır açısıyla geldiği için yüzeyi yalayarak kırılır. Z ışını sınır açısından büyük bir açıyla geldiği için tam yansımaya uğramalıdır. oruda bu ışınının izlediği yol yanlış verilmiştir. Cevap D Şekil I n 3 Şekil II Şekil III 9. ışık ışını ortamından ortamına girdiğinde doğrultu değişmemiştir. O hâlde ile kesinlikle aynı ortamdır. Işın yarım kürenin O merkezinden geldiği için ve ortamları aynı da olsa farklı da olsa kırılmaya uğramaz. Bu nedenle ve ortamlarını karşılaştıramayız. Işın, dan ye doğrudan geçmediği için bu iki ortamı da karşılaştıramayız. Şekil I de ışını dan, kırılma indisi n olan ortama girerken normale yaklaşmış. O hâlde n > n dır. Şekil II de ışını dan, kırılma indisi n olan ortama girerken normalden uzaklaşmış. O hâlde n >n Şekil III te ışını dan kırılma indisi n 3 olan ortama, kırılmaya uğramadan geçmiş. O hâlde n = n 3 tür. onuç n > n 3 > n olur. Cevap B
IŞIĞI IRIAI 3 3. Asal eksene paralel gelen ışık ışını, aynanın odak noktasından geçecek biçimde yansır. Aynanın odak noktası ile yarım kürenin merkezi çakışıktır. Işık normale yaklaşarak yarım kürenin içinde yol alır. onra merkezden geldiği için kırılmadan ya çıkar. Cevap B 4. düz ayna 3 Burada ayna yalnızca yansıtma görevi yapar. Yani ışın dan a lik açı ile geliyormuş gibi düşünülebilir. Camın kırılma indisi yunkinden büyük olduğundan < olacaktır. Cam- için sınır açısı olduğundan ışın 3 numaralı yolu takip edecektir. Cevap C ihat Bilgin Yayıncılık 5. ortamından ortamına gelen ışın tam yansımaya uğramış. Bu nedenle n > n dır. Yine ortamından ortamına gelen ışın dik geldiği için kırılmaya uğramamış, n ile n karşılaştırılamaz. den gelen ışın kırılmadan ortamına geçtiği için n = n Cevap C 6. Az yoğun ortamdaki bir gözlemci çok yoğun ortamdaki bir cisme normale yakın doğrultularda baktığında cismi kendine yaklaşmış olarak görür. Gözlemci çok yoğun ortam içinde ise az yoğun ortamdaki cismi kendinden uzaklaşmış olarak görür. Aynı ortamdaki iki gözlemci birbirini olduğu yerde görür. Cevap B
4 IŞIĞI IRIAI Test nin Çözümleri. ortamının kırıcılık indisi ninkinden büyük olduğuna göre, ışını ortamından ortamına, normale yaklaşarak geçer. Bir başka ifadeyle, ışını den ye geçerken 4 ve 5 numaralı yollardan geçmez. 4. Şekil I de merkezdeki cismin görüntüsü yine merkezde ve eşit boyda oluşur. Şekil II de ortamı içinde bulunan çukur ayna noktasındaki cismi kendinden uzaklaşmış olarak görür. nin dışındaki bir cismin görüntüsü - arasında ve daha küçük boyda oluşur. Bu nedenle Şekil II de çukur aynanın önüne konulunca, görüntünün boyu ve aynaya olan uzaklığı önceki duruma göre küçülür. Cevap E (3) Şimdi ortamını aradan çıkartarak ve ortamını şekildeki gibi birleştirelim. den ya geçişte sınır açısı 4 olduğundan, lik açıyla gelen ışını içeriden tam yansımaya uğrar. 5. Camdan geçen ışınlar paralel kaymaya uğrayarak çukur aynaya -T arasından gelecektir. Çukur aynada -T arasındaki bir cismin görüntüsü aynanın arkasında oluşur. Cevap E Cevap C. ihat Bilgin Yayıncılık 6. noktası yarım küre biçimli ın merkezi noktasından geçecekmiş gibi gelen tüm ışınlar yüzeye dik düştüğünden ye kadar kırılmaz. noktası aynı zamanda çukur aynanın merkezi erkezden gelen ışınlar her zaman kendi üzerinden geri döner. asal eksen görüntü Cevap E cisim 7. Bu sorunun kolay çözülebilmesi için iki ışını da mor olarak düşünmeliyiz. Şekil I deki kırmızı ışın mor olsaydı tam yansımaya uğrayıp Şekil III teki yolu izlerdi. Şimdi Şekil II ve Şekil III ü karşılaştıralım. mor mor 3. h > h olduğuna göre ortamından Y ortamına geçen ışın normale yaklaşmaktadır. Yani n Y > n tir. h > h 3 olduğuna göre ortamından Z ortamına geçen ışın normalden uzaklaşmıştır. Yani n > n Z Cevap D Şekil III n n Şekil II de açısı sınır açısı iken, Şekil III te sınır açısı dan küçüktür. Bu durumu n n > n n 3 şeklinde ifade edebiliriz. O hâlde ortamların kırıcılık indisleri arasında n > n 3 > n ilişkisi vardır. Cevap D
IŞIĞI IRIAI 5 8. A nin dış yüzüne kadar kırılmadan gelir. Gelen bu ışın, noktasında normalle lik açı yapmaktadır. lik açı, sınır açısından büyük olduğundan içerden tam yansıma yaparak (3) numaralı yolu izler. Cevap C A noktasına ortamından gelen ışını ortamına girince normale yaklaşarak kırılır. T u olmasaydı ışın tepe noktasına düşüp I numaralı yolu izleyecekti. Ancak ışın içine girdikten sonra, normale yaklaşarak kırılacağı için T noktasının sağında kalan noktalardan birinden geçer. Bu nedenle, ışın çukur aynadan yansıdıktan sonra II, III veya IV numaralı yollardan birini izleyebilir. 9. prizmasının kırıcılık indisi; n. sin30 = n h. sin90 n = & n = prizmasının kırıcılık indisi; n. sin30 = n h. in90 n = bulunur. IV II III Cevap B 30 30 30 30 ihat Bilgin Yayıncılık. 0. Ortam yalnız olsaydı merkezdeki cisminin görüntüsü yine merkezde, eşit boyda ve cisme göre ters oluşurdu. Camdan ya çıkan ışınlar normalden uzaklaştığından görüntü Şekil I deki gibi oluşur. Görüntü de, gerçek ve cisme göre küçüktür. Havadan a geçen ışınlar normale yaklaşarak kırıldığından Şekil I Şekil II deki gibi bir g ö r ü n t ü o l u ş u r. Görüntü de, gerçek ve cisme göre daha büyüktür. Şekil III te çukur ayna, Şekil II çok yoğun ortam içinde olduğundan, az yoğun ortamdaki cismi merkezin dışındaymış gibi algılar. Bu nedenle görüntü arasında, daha küçük, ters ve gerçek olarak oluşur. O hâlde yalnız III. bilgi doğrudur. i r Cevap C Bu sonuca göre ve prizmaları aynı cins dan yapılmıştır ve sınır açısının değeri de 30 3 30 30 30 Prizmalar aynı cins dan yapıldığı için ışını I. apma açısının değeri δ = i r kadardır. Işının hareketine ait nell bağıntısını yazalım. n. sini = n. sinr bağıntısında i açısı ve n sabit kalmak koşuluyla n büyütülürse r açısı küçülür. Buna bağlı olarak da δ büyür. II. Yine nell bağıntısına göre, i açısı ve n sabit kalmak koşuluyla n büyütülürse r açısı büyür ve δ küçülür.
6 IŞIĞI IRIAI III. avi renkli ışık yerine kırmızı renkli ışık kullanılırsa i açısı değişmez. Ancak kırmızı renkli ışın daha az sapacağından r açısı büyür. Buna bağlı olarak da δ küçülür. Cevap D. Cam prizma mor ışığa karşı çok kırıcılık etkisi gösterirken, kırmızı ışığa karşı daha az kırıcılık etkisi gösterir. Diğer renk ışınlar ise kırmızıdan mora doğru sıralanır. Bir başka ifadeyle, ortam değişikliklerinde en çok kırılan mor renkli ışık, en az kırılan da kırmızı renkli ışık olur. d sin d 4. I. x = cos r bağıntıda görüldüğü gibi d kalınlığı artarsa kayma miktarı artar. II. Gelen ışığın şiddeti parlaklıkla ilgili olup x kayma miktarını etkilemez. III. Işığın rengi kırmızıdan mora doğru kaydıkça kırılma miktarı da artar. Bu nedenle de frekansı artarsa x kayma miktarı artar. Cevap C mor kırmızı 5. sıvısı sıvısı Yeşil ışık prizmadan geçerken 90 lik bir açıyla kırılmıştır. Yani sınır açısıyla gelmiştir. or ışın yeşil ışından daha çok kırılacağından içeriden tam yansımaya uğrar. ırmızı ışın daha az kırılacağından, ortamına, normalden uzaklaşarak geçer. 3. ortamından ortamına gelen ışın 90 lik açıyla kırılmıştır. O hâlde ortamından ortamına geçerken sınır açısı kadardır. Bu durum için nell bağıntısı; Cevap E ihat Bilgin Yayıncılık Y orularda çözümleri kolaylaştırmak için ışının tersinir özelliğinden yararlanırız. Şekilde ışın Z ortamından ortamına gelirken normalden uzaklaşmıştır. Aynı açıyla Y ortamından ortamına gelirken normalden daha fazla uzaklaşmıştır. Öyleyse ve Y nin kırılma indisleri arasındaki fark daha büyüktür. Yani Y nin kırılma indisi en büyüktür. Z Cevap B n. sin = n. sinr n. sin = n. sin90 biçiminde yazılabilir. açısı ve n sabit kalmak koşuluyla, bağıntıdaki n azaltılırsa r açısı da küçülür. Yani ışın normalden uzaklaşarak ortamına geçer. 6. 3 çukur ayna Işığın rengi frekansı ile ilgili avi ışığın frekansı küçültülürse kırmızya kayacağından daha az kırılır. Bu işlem yapıldığında ışın ortamına geçebilir. nell bağıntısında açısı ve n sabit kalmak koşuluyla n küçültülürse ışın tam yansıma yapar, ortamına geri döner. Aynadan yansıyan ışın şekildeki gibi dan ya gelme açısıyla geliyormuş gibi düşünülebilir. Bu durumda normalden uzaklaşarak kırılacaktır. Yani 4 ve 5 yollarını izleyemez.
IŞIĞI IRIAI 7 Test 3 ün Çözümleri 4.. ışını her iki yüzeyden tam yansımaya uğramıştır. III noktasından gönerilirse gelme açısı daha büyük olduğu için yine her iki yüzeyden tam yansımaya uğrayacaktır. II noktasından gönderilirse Z den tam yansıma yapmayacağı için ortamına yine giremez. I noktasından gönderilirse Z den tam yansıma yapıp ortamına girebilir. Çünkü n > n Z Cevap E 50 50 III Cevap C. den ye geliş için sınır açısı den ye geliş için sınır açısı den küçüktür. Yani n > n > n diyebiliriz. ortamı ile diğer ortamları karşılaştıramayız. n > n olduğu için sadece II kesinlikle doğrudur. Diğer çizimler hakkında yorum yapamayız. Cevap D ihat Bilgin Yayıncılık 5. Işının izlediği yol incelendiğinde n > n olduğu görülür. Buna göre, ışın ortamından ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılır. yanl ş doğru Cevap E 3. 6. 4 5 ışını tam yansımaya uğrar. ışını prizmaya girerken normale yaklaşır. Prizmadan çıkarken normalden uzaklaşır. Cevap D u olmasaydı ışın 4 numaralı yolu izlerdi. O hâlde ışının dan ya şekildeki gibi geldiğini düşünebiliriz. Bu ışın normale yaklaşarak 5 numaralı yolu izleyerek kırılır. Cevap E
8 IŞIĞI IRIAI 7. 66 48 48 düzlem ayna 0. ıvının kırılma indisi ve gelen ışığın rengi açısını etkilemez. = olduğu için açısı yalnızca açısına bağlı olarak değişir. udan ya giden ışın yüzeyi yalayarak devam ettiği için sınır açısının 48 olduğunu buluruz. Şekil üzerindeki bilgilere göre açısı 4 Cevap B. Ortamın kırılma indisi ile o ortamdaki ışığın ortalama hızı ters orantılıdır. Işın ortamından ortamına geçerken normalden uzaklaştığı için n > n Işık ortamından ortamına geçerken normale yaklaştığından n > n Şekil incelendiğinde n = n olduğu görülür. Buna göre; v = v < v Cevap D 8.. yatay β β düzlem ayna yatay β açıları birbirine eşit olduğu için nell bağıntısını; n sin = n sin şeklinde uygulayabiliriz. Buna göre açısı n ve n ye bağlıdır. akat ışığın frekansından bağımsızdır. ihat Bilgin Yayıncılık > olarak verildiğinden şekilde I için verilen sınır açısı I için verilen sınır açısından daha küçüktür. Yani n > n > n dır. Bir ortamdaki ışık hızı ile o ortamdaki kırılma indisi ters orantılı olduğundan,, ortamlarındaki hızların büyüklük ilişkisi v > v > v biçiminde olur. Cevap E Cevap D 3. 9. açısı artarsa ışının ortamına gelme açısı küçülür. Bu nedenle ışın ortamına geçer. ortamının kırıcılık indisi artırılırsa da ışın ortamına geçebilir. n artarsa ortamına geçen ışığın kırılması azalır. Dolayısıyla ışın ortamına daha büyük açı ile gelir ve ortamına geçemez. Cevap C Işın ortamından ortamına girerken normale yaklaşmıştır. Aynı ışın ortamından ortamına geçerken de normale yaklaşmıştır. ırıcılık indisleri arasındaki ilişki n > n > n olduğundan, hızlar arasındaki ilişki v > v > v
IŞIĞI IRIAI 9 4. Aynalarda yansıyan ışının izlediği yol ışığın rengine bağlı değil Bu nedenle Şekil I deki mavi ışın asal eksene paralel olarak yansıyarak yolunu izler. Şekil II de kırmızı ışın sınır açısıyla verilmiştir. avi ışın aynı açıyla gönderilidğinde kırmızıdan daha çok kırılmaya uğrayarak ile verilen yolu izler. Cevap B 5. G noktasından normale yakın doğrultuda bakan göz ışıklı cismini noktasında görüyor. Bir başka ifadeyle göz 4 birim uzaklıktaki cismi 3 birim uzaklıkta görüyor. u ilave edilince de 4 birim uzaklık 3 birim olarak görülecektir. cisminin görüntüsünün de görülebilmesi için kaba h kadar daha sıvı ilave edilmeli Cevap E 6. ırılma indisi azaltılınca ışın daha az sapacağından x azalır. Işığın frekansını azaltmak da kırılma indisini azaltmak gibi Çünkü frekans azalınca kırılma indisi azalır. evhanın kalınlığı azalınca ışın ilk doğrultundan uzaklaşamayacağı için x azalır. Cevap D ihat Bilgin Yayıncılık
0 IŞIĞI IRIAI Test 4 ün Çözümleri. 90 sıvı düzlem ayna 3. aydam ortamların ışınların renklerine uyguladığı kırıcılık indisi, kırmızıdan maviye doğru artar. orumuzda yeşile uygulanan kırılma indisi kırmızıdan büyük olduğundan kırmızı az kırılacak, yeşil çok kırılacaktır. Cevap B nell bağıntısına göre; n sin(90 ) = n sıvı sin cos = n sıvı sin = n sıvı tan n sıvı = tan a bulunur. Cevap D 4. Cam olmazsa da Y ve Z cisimlerinin görüntüleri kendilerinden daha büyük oluşur. Cam olmasaydı cisminin görüntüsü cismin kendisine eşit boyda oluşurdu. T ihat Bilgin Yayıncılık Işınlar dan a geçerken normale yaklaşarak kırıldıkları için in görüntüsü cisimden daha büyük olacaktır. O hâlde, Y ve Z cisimlerinin görüntüleri kendilerinden büyüktür. Cevap E. 53 48 3 Bu tür sorularda aynayı kaldırıp ışını aynaya göre simetriğinden geliyormuş gibi göndermek kolaylık sağlar. I ışını sınır açısıyla geldiği için 90 lik bir açıyla kırılmaya uğrar. I ışını için kırılma açısı den büyük olmalıdır. Bundan dolayı I ışını sorudaki şekil üzerinde yanlış çizilmiştir. I 3 ışınının doğruluğunu kanıtlamak için nell bağıntısını uygulamalıyız. Bu işlem yapıldığında I 3 ışınının doğru çizildiğini görürüz. 5. Şekil II de ışını C ortamından B ortamına gelirken sınır açısıyla geldiği için yolunu izler. Şekil II de ışını sınır açısından küçük bir açıyla geldiği için normalden uzaklaşarak A bölgesine geçer. Cevap E 6. G gözlemcisi için 4 birim uzaklık birime indirdiğine göre, kırılma indisi n = 4 4 Benzer şekilde; n = 3 ve n 3 3 = bulunur. Cevap B
IŞIĞI IRIAI 7. A asal eksen O ışı nı dan ya pıl mış ya rım kü re nin mer ke zi doğrul tu n da gel di ği için çu kur ay na nın yü ze yi ne ka dar kı rıl ma ya uğ ra maz. Işın ay na nın nok ta sın dan gel di ği için asal ek se ne pa ra lel yan sı ya rak ca mın yü ze yi ne dik dü şer ve A nok ta sı na ka dar kı rıl maz. A nok ta sı nın nor ma li çi zil di ğin de ışın ya da yol la rından bi ri ni iz le ye bi lir., -ha va için sı nır açı sın dan bü yük ise ışın nu ma ra lı yo lu iz ler., -ha va için sı nır açı sın dan kü çük ise ışın nu ma ra lı yo lu iz ler. Işın ha va ya çık tığın da nor ma le yak laş ma ya ca ğı için 3 yo lu nu iz le yemez. Cevap C 8. Yeşil ışığı hem zemin hem de harfler yeşil olarak yansıtır. Bu nedenle harfler okunamaz. ihat Bilgin Yayıncılık agenta ışığı, zemin magenta olarak harfler de mavi olarak yansıtır. Bu durumda tabeladaki harfler okunabilir. Cyan ışığı, hem zemin hem de harfler cyan olarak yansıtır. Bu durumda tabeladaki harfler okunamaz.