Yansıma Ve Kırılma

Yansıma Ve Kırılma


işık ve başka elektromagnetik ışınım türlerinin (bak işiK, iŞINIM) en önemli özelliklerinden ikisi yansıma ve kırılmadır Her iki olgunun da önemli uygulama alanları vardır Yansıma Kendisi ışık salmayan bir cismin görülebilmesi için, bu cismin üzerine bir ışığın düşmesi ve cismin bu ışığı yansıtması, yani geri yollaması gerekir Cismi görülebilir kılan, o cisimden yansıyıp göze gelen ışıktır Isı, ses ve radyo dalgalan ile öteki elektromagnetik dalgalar da yansıyabilir Yansıtıcı yüzeydeki pürüzler yansıyan dalga boyuna oranla çok küçük değilse, düzgün bir yansıma gerçekleşmez (Dalga boyu, birbirini izleyen iki dalganın tepe noktaları arasındaki uzaklıktır) Girintili çıkıntılı ya da parçalanmış kayalıklar deniz dalgalarını yansıtmaz

Aynı biçimde, dalga boyu aralığı yaklaşık 400-740 nanometre (1 nanomet-re=0,0000001 cm) olan ışık dalgalarını da ancak son derece iyi parlatılmış yüzeyler düzgün biçimde yansıtır Daha kaba ya da pürüzlü yüzeyler ise ışığı saçılıma uğratır; çünkü bu tür yüzeyler eğim açıları birbirinden farklı, çok sayıda, çok küçük yüzey parçacığından oluşur ve bu parçacıkların her biri, ışığı bir doğrultuda yansıtan bir yansıtıcı işlevi görür Bu maddenin basılı olduğu sayfa buna bir örnektir; sayfa beyaz gözükür, çünkü yüzeyindeki çok sayıda minik pürüz her doğrultuda beyaz ışık yansıtır Işık ya da başka türden bir dalga hareketi düzgün bir yansıtıcıya çarptığında, yansıtıcı yüzeye hangi açıyla gelmişse o kadarlık bir açıyla geri bükülür

Düzlem (düz) aynaya bakan biri kendisinin doğal büyüklükteki görüntüsünü görür; ama, sol gözü görüntünün sağ gözü, sağ gözü ise görüntünün sol gözü haline gelmiştir Ayrıca kendisi aynanın ne kadar önündeyse, görüntüsü de aynanın o kadar "ardında" gözükür Bu sonuçları doğuran yansıma yasalarıdır Yasalardan biri, cisimden gelen ışın hangi açıyla aynaya çarpmış-sa, yansıyan ışın'm da buna eşit bir açıyla aynadan ayrılacağını söyler Her iki ışın da aynı düzlem üzerindedir; yani bu iki ışın düz bir kâğıt üzerine çizilebilir Düz aynada oluşan görüntü ekran üzerine düşürülemez; bu, bir sanal görüntüdür Düz aynadan yansıma basit bir periskopta kullanılabilir (bak PERİSKOP) Eğri aynalar (ya da eğri yüzeyli aynalar), tümsek (dışbükey) ya da çukur (içbükey) olabilir Tümsek aynanın ortası tümsek, çukur aynanınki ise çukur olur

Çukur ayna, yakınındaki cismin büyütülmüş görüntüsünü verir ve böyle bir ayna bu özelliğiyle, sakal tıraşı olmak için, ayrıca diş hekimleri ve doktorlarca hastaların dişlerini, boğazını ve Öbür organlarını muayene etmek için kullanılabilir Yüzeyi paraboloit biçimindeki bir çukur ayna, odak noktasında tutulan bir ışık kaynağından gelen ışığı paralel bir demet halinde yansıtır Bu nedenle paraboloit yüzeyli aynalar, ışıldaklar (projektörler), otomobil farları ve uzun demetli el fenerlerinde kullanılır Tümsek aynaların verdiği görüntü cismin kendisinden daha küçüktür ve bu tür aynalar, örneğin bir taşıtın ardında kalan yolu bütün genişliğiyle gösterebilen dikiz aynası olarak kullanılır Isı dalgalarının dalga boyu ışık dalgalarının-kinden biraz daha büyüktür

Isı dalgaları da düzgün yüzeylerce yansıtılabilir; elektrikli sobalarda genellikle eğri ya da çanak biçiminde bir yansıtıcı bulunur Sesin yansıması yankıya neden olur (bak Yanki) Görüş uzaklığı dışında bulunan uçak ya da benzeri bir cismin yön ve uzaklığını belirleyebilmek için radyo dalgalarının yansımasından yararlanılır Bu konu RADAR maddesinde açıklanmıştır Mikrodalga fırınları, mikrodalgaların fırının iç yüzeyinden yansımasına dayalı olarak çalışır (bak MİKRODALGA) Yapma uydulardan gelen radyo dalgalarını ve mikrodalgaları odaklamak için çukur yansıtıcılar kullanılır (bak TELEKOMÜNİKASYON) Astronomi teleskoplarının çoğunda yansıtıcılardan yararlanılır Işık toplama gücü 24000 km uzaktaki bir mumdan gelen ışığı saptayabilecek yeterlikte olan dünyanın en büyük aynalı teleskopunun, 6 metre çapında bir aynası vardır Kırılma Kırılma, bir ışık ışınının (ya da bir başka elektromagnetik ışınımın) bir saydam maddeden bir başkasına, örneğin havadan suya ya da cama geçerken doğrultusunu değiştirmesidir

Kırılmaya ışık hızındaki değişme neden olur Işık uzayda ya da boşlukta saniyede yaklaşık 300000 km hızla ilerler Ama suda saniyede yaklaşık 225000 km yol alır Demek ki ışık ışınlan suya girdiğinde yavaşlar ve su yüzeyine dik açıyla (90°'lik açıyla) gelmemişse bükülmeye uğrar Yansı suyun içinde, yarısı dışında olan bir kalem ya da benzeri bir cismin, belirli açılardan bakıldığında suyun yüzeyinde bir kıvrım yapıyormuş gibi gözükmesinin nedeni budur Sualtında bulunan bir cisimden göze gelen ışık ışınları da, sudan aynlırken bükülmeye uğrar Yüzme havuzla-nnın ya da suyu berrak ırmakların gerçekte Diş fırçasının plastik sapı, kırılma indisi aynı olan bir sıvı içine sokulduğunda "görünmez" olur olduğundan daha az derin gözükmesi ve bir göl ya da ırmak dibinde bulunan bir cisme uzun bir sırıkla ilk denemede dokunabilmenin güçlüğü bu durumdan kaynaklanır

Cam ve benzeri saydam katılar da ışığı kırar Her maddeye göre değişen bu kırılmanın büyüklüğü, maddenin kırılma indis'ne bağlıdır Pencerenin dışındaki bir cisimden gelen ışık hem pencere camına girerken, hem de camdan çıkarken bükülür Camın iki yüzü paralel olduğu için gelen ve kırılan ışınlar camın her iki yanında da aynı doğrultuda yol alır ve dışarıdaki cisim gerçek konumunda görülür Özel olarak biçimlendirilmiş cam parçaları olan mercekler, ışık ışınlarını kırılmaya uğratarak ya onların bir araya toplanmasına (yakınsamasına) ya da dışa doğru yayılmasına (ıraksamasına) neden olur Mercekler ve merceklerin optik aletlerdeki kullanımı MERCEK maddesinde ayrıntılı olarak anlatılmıştır

Teleskoplarda mercek kullanımı konusu ise TELESKOP maddesinde ele alınmıştır 300 yılı aşkın bir süre önce Isaac Newton beyaz ışığın kırılmaya uğratılabileceğini ve gökkuşağını ya da görünür tayfı oluşturan farklı renklerdeki ışınlara ayrıştırılabileceğini göstermişti Bu ayrışma, kırılma büyüklüğünün dalga boyuna da bağlı olmasından kaynaklanır; kırmızı ışık görünür ışığın en uzun dalga boylusu ve en az kırılmaya uğrayanı iken, mor ışık en kısa dalga boylusu ve en çok kırılmaya uğrayanıdır {bak Tayf)

Tam Yansıma Işık camdan havaya (ya da kırılma indisi daha düşük olan bir ortamdan, kırılma indisi daha yüksek bir ortama) geçerken bir kritik açı vardır; ışığın geliş açısı eğer bu kritik açıya eşitse, büyük bir bölümü camın yüzeyinden içe doğru yansırken bir bölümü de tam anlamıyla bu yüzeyi sıyırarak, yani 90°'lik bir kırılma açısıyla camdan ayrılır Eğer gelen ışınlar kritik açıdan daha büyük bir açıyla cam/hava sınırına çarparsa, o zaman ışık bütünüyle yansır Buna tam yansıma denir Prizmalar tam yansıma için kullanılabilen, özel olarak biçimlendirilmiş (çoğu kez üçgen kesitli) cam parçalarıdır Bunlar ışığı aynalardan daha çok yansıtır ve dürbünlerde, bisiklet yansıtıcılarında ve bazı periskoplarda kullanılır