Işık, farklı ortamlardan geçerken hızı değişir ve bu da yönünün değişmesine neden olur. Bu olaya kırılma denir. Günlük hayatta, bir kalemin su dolu bardakta kırık görünmesi veya havuzun dibinin olduğundan daha sığ görünmesi bu olayın en bilinen örnekleridir.
Kırılma indisi, bir maddenin ışığı ne kadar kırdığını gösteren, maddeye özgü bir sayıdır. Işığın boşluktaki hızının (c), o maddedeki hızına (v) oranı olarak tanımlanır.
Matematiksel ifadesi şöyledir:
\( n = \frac{c}{v} \)
Burada;
Kırılma indisi daima 1 veya 1'den büyüktür. Değer büyüdükçe, ortam ışığı daha fazla yavaşlatır ve daha fazla kırar.
Işığın kırılması, Snell Yasası ile matematiksel olarak ifade edilir. Bu yasa, gelme açısı ile kırılma açısı arasındaki ilişkiyi ortamların kırılma indisleri cinsinden verir.
\( n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \)
Bu formülde;
Işık, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken, gelme açısı belirli bir kritik değeri (sınır açısı, θc) aştığında artık kırılamaz ve tamamen yansır. Buna tam yansıma denir.
Sınır açısı şu formülle bulunur:
\( \sin(\theta_c) = \frac{n_2}{n_1} \) (n₁ > n₂ için)
🔦 Uygulama Alanı: Fiber optik kablolar, prizmalar, dürbünler tam yansıma prensibiyle çalışır.
Beyaz ışık, cam bir prizmadan geçerken renklerine ayrılır. Bunun nedeni, camın kırılma indisinin ışığın rengine (dolayısıyla dalga boyuna) bağlı olmasıdır. Mor ışık en çok, kırmızı ışık ise en az kırılır.
🌉 Doğadaki En Güzel Örnek: Gökkuşağı, atmosferdeki su damlacıklarında ışığın dağılması sonucu oluşur.
Bu temel optik yasalar, gözlük camlarından teleskoplara, lenslerden lazer iletişimine kadar pek çok teknolojinin çalışma prensibini oluşturur. 🧠🔭
