Bir ışık ışını, düz bir aynaya yüzeyin normali ile $30^\circ$ açı yapacak şekilde gelmektedir. Bu durumda yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı kaç derecedir? (Yansıma kanunlarını kullanarak açıklayınız.)
A) $30^\circ$
B) $60^\circ$
C) $90^\circ$
D) $120^\circ$
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için ışığın yansıması kanunlarını ve açı kavramlarını iyi anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- 1. Temel Kavramları Anlayalım:
- Bir ışık ışını düz bir aynaya çarptığında yansır.
- Normal: Aynanın yüzeyine dik (yani $90^\circ$ açı yapan) hayali bir çizgidir. Tüm açılar genellikle bu normale göre ölçülür.
- Gelen Işın: Aynaya çarpan ışık ışınıdır.
- Yansıyan Işın: Aynadan geri yansıyan ışık ışınıdır.
- Gelme Açısı ($\theta_i$): Gelen ışının normalle yaptığı açıdır.
- Yansıma Açısı ($\theta_r$): Yansıyan ışının normalle yaptığı açıdır.
- 2. Yansıma Kanununu Hatırlayalım:
- Yansıma kanununa göre, gelme açısı her zaman yansıma açısına eşittir. Yani, $\theta_i = \theta_r$.
- 3. Sorudaki Bilgiyi Kullanalım:
- Soru bize gelen ışının yüzeyin normali ile $30^\circ$ açı yaptığını söylüyor. Bu, gelme açısıdır.
- Yani, $\theta_i = 30^\circ$.
- 4. Yansıma Açısını Bulalım:
- Yansıma kanununa göre gelme açısı yansıma açısına eşit olduğundan, yansıma açısı da $30^\circ$ olacaktır.
- Yani, $\theta_r = \theta_i = 30^\circ$.
- 5. Yansıyan Işının Yüzeyle Yaptığı Açıyı Bulalım:
- Soru bize yansıyan ışının normalle yaptığı açıyı değil, yüzeyle yaptığı açıyı soruyor.
- Normal, yüzeye dik olduğu için, normal ile yüzey arasındaki toplam açı $90^\circ$'dir.
- Yansıyan ışının normalle yaptığı açı ($\theta_r$) ile yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açının toplamı $90^\circ$ olmalıdır.
- Yani, (yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı) $+ \theta_r = 90^\circ$.
- Bulduğumuz $\theta_r = 30^\circ$ değerini yerine koyalım:
- (yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı) $+ 30^\circ = 90^\circ$.
- Buradan, (yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı) $= 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$ olarak bulunur.
Bu durumda yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı $60^\circ$'dir.
Cevap B seçeneğidir.
