Cevap : Optik , ışıkla Ilgili Olayları Inceleyen Fizik Dalı ...

Alm Optik (f), Lehre (f) vom Licht, Fr Optique (f), İng Optics Işıkla ilgili olayları inceleyen fizik dalı Optik, ışıkla ilgili olayları üç değişik modelde inceler Buna göre optik üç kısma ayrılır: 1) Geometrik optik, 2) Fizik optik (Dalga optiği), 3) Kuvantum optiği

1) Geometrik optik: Işığın izotrop (her tarafının fiziksel özelliği aynı) ortamda doğrusal yayılmasını temel kabul eder Yansıma, kırılma ve aydınlanma olaylarını inceleyen optik kısmıdır Newton, çalışmalarında ışığı bir kaynaktan yayılan tânecikler gibi düşünüyordu Böylece geometrik optik gelişti Işık olaylarını izah etmede yeterli zannedildi Halbuki Newtonun düşünceleriyle gelişen geometrik optikle ancak yansıma, kırılma ve aydınlanma olayları izah edilebilir Aynalar, ışık prizmaları, mercekler, optik âletler, geometrik optikle incelenebilir

2 Fizik optik: Işığın dalga yapısında olduğunu temel kabul ederek; girişim, kırınım ve kutuplanma olaylarını inceleyen optik kısmıdır Newtonla aynı çağda yaşayan Huygens, Newtonun yanıldığını ve ışığın dalga şeklinde düşünülmesi gerektiğini ortaya attı Dalga modeli, geometrik optikle açıklanamayan girişim, kırınım, polarma (kutuplanma) olaylarını açıklayabiliyordu

Girişim: Young deneyi: Paralel demet hâline getirilmiş akkor lamba ışığı önce dar bir yarıktan geçirilir, yarıktan geçirilen ışık tekrar birbirlerinden yaklaşık 1 mm mesâfede bulunan iki dar yarıktan geçirilirse, yarıktan çıkan dalgalar aynı fazlı dalgalar hâline gelir Yâni iki yarık, aynı fazlı iki kaynak hâline gelmiş olur Bu iki kaynağa takriben 1 m uzaktaki perdede karanlık ve aydınlık şeritler görülür Bu şeritlere, girişim saçakları denir Bu olay, Newtonun ışık hakkındaki düşüncesiyle açıklanamaz Çünkü siyah şerit noktalarında, iki kaynağın ışıklarına âit yol farkı, dalga boyunun tek katları şeklindedir ve yokedici girişimle siyah görünürler

Aydınlık şerit noktalarında ise iki kaynaktan çıkan dalgaların girişimi, aralarındaki yol farkı dalga boyunun tam katları olduğundan birbirini kuvvetlendirici girişim olmuştur
İnce zarların, meselâ sabun köpüğünün rengârenk görünmesi de, alt ve üst yüzeyden yansımış dalgaların girişimleriyle meydana gelir Yol farklarının geometrik yeri kürevî bir yüzey olursa meydana gelen girişim deseni, aynı merkezli içiçe halkalar şeklindedir, bunlara “Newton halkaları” denir

İnterferometre: Girişim özelliğinden faydalanılarak kullanılan cihazdır Araştırma sahalarında çok kullanılır En yaygın kullanma sahası çok küçük mesâfelerin ölçülmesidir Kırılma indislerinin ölçümünde, saydam cisimlerin yüzlerinin düzgünlüğünün kontrolünde kullanılır

İnterferometrelerin çalışma prensipleri şöyledir; Monokromatik (tek renkli) bir ışık kaynağından çıkan ışınlar, paralel demet hâline getirilerek kısmî geçirgen bir levha üzerine düşürülürler Bu levha, ışığı iki demete ayırır Birinci demeti geçirerek bir paralel kaydırıcı lâma gönderir Kaydırıcıdan çıkan ışınlar, bir aynadan yansıtılarak tekrar kaydırıcıya düşürülür Bu ışınlar kaydırıcıdan geçip tekrar kısmî yansıtıcı üzerine dönerler Kısmî yansıtıcı bu sefer bu ışınları bir dürbüne gönderir Kısmî geçirgen levhadan yansıtılan ikinci demet hâlindeki ışınlar ise, geçen ışınların yansıdıkları aynaya dik olan başka bir aynadan yansıyarak tekrar levhaya dönerler Levhaya geçen ışınlar da dürbüne ulaşırlar Aynaların levhaya uzaklıkları eşit alınarak, iki demet arasındaki yol farkı sıfır olacak şekilde ayarlanır

İkinci demetin yansıdığı ayna, levhaya dalga boyunun yarısı kadar yaklaştırılırsa yol farkı yine dalga boyukadar olur ve yine yapıcı girişim yâni dürbünde ışık gözlenir Ayna, levhaya dalga boyunun dörtte biri kadar yaklaştırılırsa yol farkı dalga boyunun yarısına eşit olduğundan yok edici girişim olur ve dürbün içi karanlık olur Ayna sürekli yaklaştırılırsa karanlık ve aydınlık görünüm birbirini tâkip eder Kararma sayısı, aynanın yaklaşma miktarını, dalga boyuna bağlı olarak verir Bu durumda ayna, mikrometre olarak kullanılır İnterferometrelerde laser ışınları kullanılarak ölçümler daha da hassaslaştırılmıştır

Fiziğin optik olarak adlandırılan kısmı ışığın davranışını inceler Işığın uzayda izlediği yolu inceleyen optiğe geometrik optik diyoruz Geometrik optiğin içinde de kırınım, girişim ve yansıma-kırılma olayları bulunmaktadır Önce basit olan olaydan başlarsak; yansıma ve kırılma günlük hayatta çıplak gözle görülebilen olaylardır Örneğin, yarısı su ile doldurulmuş bir bardağın içine bir çubuk koyarsak çubuğu bir doğru şeklinde göremeyiz Bunun nedeni ışığın kırılma indisleri farklı bir ortamdan diğerine geçmesidir \sin a_{1} \cdot n_{1} = \sin a_{2} \cdot n_{2} Snell Yasası ile ifade edilir Düz bir aynanın karşısına geçtiğinizde neden odanın içindeki her şeyi değil de bazı şeyleri görebiliyoruz? Bunu da yansıma özelliği ile açıklayabiliriz Düzgün bir yansıtıcıya gönderilen ışık, düzlemin normaline hangi açı ile gelirse o açı ile geri döner Demek ki odanın içinde gördüğünüz cisimlerin gönderdiği ışınlar, aynadan yansıdıkları zaman gözünüze geliyordur

Girişim olayı üst üste binme ya da yok etme ile sonuçlanır Girişim yapan dalgalar arasındaki faz farkı 180 derece ise ve dalga boyları eşit ise son dalga genliği iki kat artar Eğer 0 derece ise birbirlerini yok ederler Kırınım olayı bir dalganın engellere çarparak kenarlarından bükülmesidir Herhangi bir yarıktan geçen dalga d \sin a=+\lambda kadar yol alır (burada x geçen dalganın dalgaboyudur) Girişim, kırınım ve kutuplanma (polarizasyon) olayları ışığın dalga yapısını desteklerken fotoelektrik olay, Compton olayı ve kara cisim ışıması ışığın tanecikli yapıda olduğunu gösterir Işık çift karakterli olup, hem dalga hem de tanecik özelliği taşır