Mercekler

Işık yoğunluğu farklı bir ortama girdiğinde hızı değişir, bu nedenle doğrultusu da değişir. Işık ışınlarının yoğunlukları farklı bir saydam ortamdan başka bir saydam ortama geçerken doğrultu değiştirmesine kırılma denir.

Gelen ışın ile normal arasındaki açı gelme açısı, kırılan ışın ile normal arasındaki açı ise kırılma açısı olarak adlandırılır. Normal, gelen ışığın düştüğü yüzeye dik olarak çizilen hayali çizgidir.

Işık yayılma ortamını değiştirdiğinde, gelen ışığın bir kısmı doğrultusunu değiştirerek diğer ortama geçerken bir kısmı da geri yansır. Su yüzeyinin ve camın görülebilmesinin nedeni budur.

Kırılma Kanunları
1) Işık ışınları bir ortamdan diğer ortama dil olarak (90 0lik açı ile gelirse) kırılmadan yoluna devam eder. Sadece hız değiştirir.

2) Işık ışınları az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır.

3) Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken, normalden uzaklaşarak kırılır.

NOT: Işınların kırılma sırasında doğrultu değiştirme miktarları, geçiş yaptıkları ortamların kırıcılıklarına göre değişir. Yoğun ortamlar genelde daha kırıcıdır.
Işık ışınlarının hızı yoğun ortamlarda azalır.

Yoğunluklarına göre sıralandığında;
CAM> SU>HAVA olduğundan
Vcam < Vsu < Vhava olur.

***Ortamların yoğunluğu bilindiğinde ışığın izleyeceği yol bilinebileceği gibi, ışığın izlediği yol bilindiğinde de ortamların yoğunluğu tahmin edilebilir.

Işığın Kırılmasının Sonuçları

Işık ışınları az yoğun ortamdan çok yoğun ortama her zaman geçer. Fakat, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelen ışık ışınları her zaman geçemeyebilir.

Işık ışınları çok kırıcı ortamdan az kırıcı bir ortama geçerken normalden uzaklaşır. Gelme açısını büyüttüğümüzde kırılma açısı da büyür.
Gelme açısının belli bir değerine karşılık kırılma açısı 90 derece olur ve kırılan ışık ışını su yüzeyini yalar. Kırılma açısının 90 derece olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir.
Işık ışınları sınır açısından daha büyük bir açı ile gönderilirse bu ışınlar ikinci ortama geçmez ve geldiği ortama aynı açıyla geri yansır. Bu olaya tam yansıma denir.
Tam yansıma olayından teknolojide de yararlanılmaktadır. Saç teli kalınlığındaki fiberoptik kablo içerisine gönderilen ışık tam yansıma yoluyla ilerler. Bu kablolar iletişimde (telekominikasyonda) ve tıpta (endoskop cihazı) yaygın bir kullanım alanına sahiptir.

Dibi görülebilen göl, gölet ve havuz gibi berrak suların göründüklerinden daha derindir. Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama bakılırken, çok yoğun ortamdaki cisimler olduklarından daha yakın görünür. Avlanma sırasında balığa dik veya dike ne kadar yakın biracıyla bakılırsa balığın avlanması da o kadar kolay olacaktır.

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama bakılırken, az yoğun ortamdaki cisimler olduklarından daha uzakta görünür.

Işığın kırılmasının bir başka sonucu su dolu bardağa koyduğumuz kalemlerin kırıkmış gibi görünmesidir.

Işığın prizmada renklerine ayrılması da ışığın kırılmasının bir sonucudur. Işık prizmada iki kez kırılır. İlk kırılma prizmaya girerken ikincisi ise prizmadan çıkarken olur. En fazla kırılan mor ışık prizmanın tabanına yakın uçta yer alırken en az kırılan kırmızı ışık ise prizmanın tabanına uzak uçta yer alır.

Çölde yer yüzeyine yakın hava biraz yüksekteki havadan daha çok ısınır. Isınmanın etkisiyle yoğunluğu azalır. Soğuk hava içinde bulunan ağaçtan gelen ışınlardan bazıları farklı yoğunluktaki hava tabakaları arasındaki sınırı yalayacak şekilde kırılır. Kırılan bu ışınların gelme açısından(sınır açısı) daha büyük geliş açısına sahip ışınlar, geldiği ortama geri döner. Yani tam yansımaya uğrar. Bu olay serap oluşumuna neden olur.

Gökkuşağının oluşumu ışığın yağmur damlalarında bir dizi kırılma ve tam yansımaya uğramasıyla gerçekleşir.
Damla içerisine girerken renklerine ayrılan ışık, damlanın karşı duvarından, ayrılmış olduğu renklere bağlı olarak farklı açılarla tam yansımaya uğrar. Damlayı terk edeceği yüzeye gelen değişik renkteki yansımış ışınlar burada tekrar kırılmaya uğrar. Aynı renkte olmayan bu ışınlar farklı açılarla kırıldığından her bir damladan sadece bir renk ışık gözümüze ulaşır. Kırmızı ışığın üstteki damladan, mor ışığın ise daha aşağıdaki damladan gelmesi nedeniyle gökkuşağı renkleri kırmızı üstte, mor altta olacak şekilde sıralanır.