Merhaba! Bu ders notumuzda, ışığın gizemli dünyasına biraz daha yakından bakacağız. Işığın farklı ortamlarda nasıl yol değiştirdiğini (kırılma) ve beyaz ışığın aslında bir renk cümbüşü olduğunu öğreneceğiz. Hazırsanız başlayalım!
Işık ışınları, bir ortamdan (örneğin havadan) başka bir ortama (örneğin suya veya cama) geçerken hızı değişir. Bu hız değişimi, ışığın doğrultusunun da değişmesine yani kırılmaya neden olur. Kalemin su dolu bardakta kırık görünmesinin sebebi budur!
Kırılma olayını matematiksel olarak ifade eden kurala Snell Yasası denir. Bu yasa, gelme ve kırılma açılarının sinüsleri ile ortamların kırılma indisleri arasındaki ilişkiyi verir.
Bir ortamın kırılma indisi (n), ışığın boşluktaki hızının (c), o ortamdaki hızına (v) oranıdır: \( n = \frac{c}{v} \)
Snell Yasası formülü ise şöyledir:
\( n_1 \cdot \sin(i) = n_2 \cdot \sin(r) \)
Burada \( n_1 \) ilk ortamın, \( n_2 \) ise ikinci ortamın kırılma indisidir.
Kural: Işık, kırılma indisinin küçük olduğu ortamdan (az yoğun) büyük olduğu ortama (çok yoğun) geçerse normale yaklaşarak kırılır. Ters yönde geçerse normalden uzaklaşarak kırılır.
Işık, kırılma indisinin büyük olduğu ortamdan (örneğin su) küçük olduğu ortama (örneğin hava) geçerken, gelme açısı belirli bir değeri aştığında artık kırılamaz ve tamamı yansır. Buna tam yansıma denir.
Tam yansımanın başladığı özel gelme açısına ise sınır açısı denir. Sınır açısı yalnızca çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişte olabilir.
Beyaz ışık, aslında görünür spektrumdaki tüm renklerin bir karışımıdır. Bu renkler: Kırmızı, Turuncu, Sarı, Yeşil, Mavi, Çivit, Mor (Kırmızı en az, mor en çok kırılır).
Bir prizmadan geçen beyaz ışık, içindeki renklere ayrılır. Buna ışığın tayfa ayrılması (dispersiyon) denir. Bunun nedeni, prizma camının farklı renklerdeki ışıkları farklı miktarlarda kırmasıdır.
Bu konuda, ışığın ortam değiştirirken kırıldığını ve bu olayın Snell Yasası ile açıklandığını öğrendik. Tam yansımanın günlük hayattaki yerini gördük. En önemlisi, beyaz ışığın bir renkler bileşimi olduğunu ve prizmalar sayesinde bu harika renk cümbüşüne tanık olduğumuzu keşfettik. Fizik, etrafımızdaki güzelliklerin bilimsel açıklamasıdır!
Çalışma İpucu: Konuyu pekiştirmek için bir kalemi su dolu bardağa koyup gözlemleyebilir veya bir CD yüzeyine güneş ışığı düşürerek renk ayrışmasını görebilirsin.
