IŞIĞIN KIRILMASI
ışık ışınlarının herhangi bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesine ışığın kırılmasıdenir.
Bir saydam ortamdan başka bir saydam ortama geçen ışık ışınlarının bir kısmı bu iki ortamı ayıran sınır üzerinden yansırken bir kısmı da doğrultusunu değiştirerek diğer ortama geçer.


                                                           
-Gelen ışının yüzeye değdiği noktadan,yüzeye dik çizilen doğruya normal denir."N"ile gösterilir.
-Hava ortamından gelen ışığa gelen ışın, kırılarak su ortamında ilerleyen ışığa kırılan ışın denir. 
-Gelen ışığın normalle yaptığı açıya gelme açısı, kırılan ışığın normalle yaptığı açıya kırılma açısı denir. Işığın saydam bir ortamdan başka bir saydam ortama geçerken doğrultu değiştirme yani kırılma miktarı ortamların kırıcılığına bağlıdır.
-Örneğin hava az kırıcı(az yoğun) bir ortam iken su havadan daha fazla kırıcıdır.(daha yoğundur.)Cam da sudan daha kırıcı(çok yoğun) bir ortamdır.

Işık ışınları, az yoğun(az kırıcı) ortamdan, çok yoğun (çok kırıcı) ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır.

Diğer bir ifadeyle az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken ışının normale yaptığı açı azalır. Işın az yoğun ortamda normalle büyük açı, çok yoğun ortamda ise küçük açı yapar.

 ►

 

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçen ışın diğer ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Az yoğun ortama normalden uzaklaşarak kırılan ışığın hızı artar.
Işık ışınları, çok yoğun (Çok kırıcı)ortamdan, az yoğun (az kırıcı)ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.

Diğer bir ifadeyle çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken ışının normalle yaptığı açı artar. Daha önce de ifade ettiğimiz gibi ışın az yoğun ortamda normalle büyük açı, çok yoğun ortamda ise normalle küçük açı yapar.

Işın az yoğun ortamda hızlı, çok yoğun ortamda ise yavaş ilerler. Diğer bir ifadeyle ışığın hızı artar.







►

Işık ışınları, iki ortamı birbirinden ayıran yüzeye dik (normal üzerinden) geldiğinde kırılmaya uğramadan bir ortamdan diğerine geçer.

 

Bu durumda görüldüğü gibi ışının doğrultusunda bir değişme olmaz, yani ışık kırılmaz. Ancak ışın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçiyorsa hızı azalır, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçiyorsa hızı artar.

Madde	madde içindeki  ışık hızı(km/s)	Madde	Madde içindeki  ışık hızı(km/s)
Boşluk	300.000	Buz	229.000
Hava	299.913	Cam	200.000
Su	225.563	Elmas	123.966

                                             Sınır açısı

Işığın çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırıldığını gördünüz. Ancak her defasında ışık çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçemez.

Eğer aşağıdaki şekilleri incelerseniz sudan havaya geçen ışınların gelme açısı büyüdükçe kırılma açılarının da büyüdüğünü görürüz.

Kırılma açısının 90⁰ olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir. Az kırıcı ortamlardan çok kırıcı ortamlara geçişte sınır açısından bahsedilemez. Işık sudan havaya geçerken sınır açısı 48⁰, camdan havaya geçerken 42⁰ dir.

Tam yansıma:

Sınır açısından daha büyük açıyla gelen ışınların ikinci ortama geçemeyip,
geldiği ortamdan yansıma kurallarına göre yansımasına tam yansıma denir.

Örnek:7

Aşağıdaki şekillerde saydam ortamlar arasında ilerleyen ışık ışınları gösterilmiştir.

 

Her bir şekilde ortamların optik yoğunluklarını karşılaştırınız.

ÇÖZÜM:

Şekil-I de L den K ye geçen ışın normale yaklaşarak kırılmıştır. O halde, L,K ye göre daha az kırıcı bir ortamdır.

Şekil-II de ortamlar arası geçiş yapan ışın normal doğrultusunda geldiği için kırılmaya uğramamıştır. Dolayısıyla bu ışının doğrultusuna bakarak M ve R ortamlarının yoğunlukları hakkında bir şey söyleyemeyiz.

Şekil-III de S ortamından X ortamına geçen ışın normalden uzaklaşarak kırılmıştır. O halde S,X’ten daha yoğun ortamdır.

Şekil-IV te Y den Z ye geçen ışın normale yaklaşarak kırılmıştır. O halde Y,Z ye göre daha az yoğun bir ortamdır.

 

 

Örnek:Işığın camdan havaya geçiş sınır açısı 42⁰ dir.

 

Buna göre K,L ve M ışınlarından hangileri tam yansıma yapar?

Çözüm:K ışını,sınır açısından küçük bir açı ile gönderilmişitir.(30⁰<42⁰).Dolayısıyla K ışını normalden uzaklaşacak şekilde hava ortamına geçer.

L ışını,sınır açısıyla(42⁰) gönderilmiştir.Dolayısıyla L ışını normalle 90⁰ açı yapacak şekilde kırılır.

M ışını ise sınır açısından büyük açı ile gönderilmiştir.(60⁰>42⁰).Dolayısıyla M ışını hava ortamına geçmeden cam ortamında tam yansımaya uğrar.

 

Tam yansımaya uğrayan tek ışın M ışınıdır.

Örnek: Aşağıdaki şekilde ortamlar arasında geçiş yapan ışın gösterilmiştir.

Buna göre, ortamların kırıcılığı arasındaki ilişki nasıldır?

Çözüm: Işın A ortamından B ortamına geçememiş, ayırıcı yüzey üzerinden yol almıştır.

Bu nedenle A ortamı B ortamından daha yoğundur.