Optik

 

  GÖLGE 

Işık, opak (ışık geçirmeyen) cisimler üzerine düşerek cisimlerin arka tarafında oluşturduğu karanlık bölgeye gölge denir.

• Tam Gölge

Hiç bir ışık kaynağından ışığın ulaşamadığı bölgeye tam gölge denir.

• Yarı Gölge

Işık kaynağından kısmen ışık alan bölgelere yarı gölge denir.

 IŞIK KAYNAKLARI

• Noktasal ışık kaynakları İğne ucu kalınlığında olduğu kabul edilen geldiği kabul edilen ışık kaynaklarına denir.

 

• Küresel ışık kaynakları: Belirli bir çapı olan ışık kaynaklarına denir.

 

• Noktasal ışık kaynakları ile gölge oluşumu:

noktasal ışık kaynağı ve ışık geçirmeyen engelle kurulu düzenekte perde üzerinde oluşan bölge TAM GÖLGE dir.

• Kaynak engele yaklaştırılırsa gölge alanı büyür.
• Engel kaynağa yaklaştırılırsa gölge alanı büyür.
• Perde engele yaklaştırılırsa gölge alanı küçülür.
• Engel perdeye yaklaştırılırsa gölge alanı küçülür. 
• Engelin yarıçapı arttırılırsa gölge alanı büyür.
• Kaynak yukarı kaydırılırsa gölge aşağı kayar.
• Kaynak aşağı kaydırılırsa gölge yukarı kayar.

K1 , K2 noktasal ışık kaynakları ve ışık geçirmeyen engelle kurulu düzenekte perdede oluşan K ve L bölgeleri YARI GÖLGE, kesişimleri ise TAM GÖLGE dir. 

K1 , K2 noktasal ışık kaynakları ve ışık geçirmeyen engelle kurulu düzenekte perdede K2 kaynağının oluşturduğu gölgenin bir kısmını K1 kaynağı aydınlatır bu bölge YARI GÖLGE, iki kaynağın oluşturduğu  gölgenin kesişimlerinde TAM GÖLGE oluşur.

 

• Küresel ışık kaynakları ile gölge oluşumu:

Küresel kaynak ve ışık geçirmeyen engelle kurulu düzenekte perdede kaynaktan hiç ışık almayan bölgede TAM GÖLGE, kaynağın farklı bölgelerinden gelen ışınlar ile kısmen aydınlanan bölgede YARI GÖLGE oluşur. 

Küresel kaynak, ışık geçirmeyen engelden büyük ise düzenekte oluşacak gölge perdenin konumuna bağlıdır. 

Perde 1 konumundayken oluşan gölge 

Perde 2 konumundayken oluşan gölge

NOT:Karanlık bir ortamda küresel bir kaynak ve cisim aşağıdaki şekildeki gibi yerleştirilip cismin arkasındaki A,B,C,D,E,F,G noktalarından küresel kaynağa bakıldığında aşağıdaki gibi görüntüler elde edilir. 

DÜZLEM AYNALAR 

Günlük hayatta kullandığımız aynalar bu gruba girer. Düz pürüzsüz bir camın arkası gümüş metal bir zırhla kaplanarak elde edilir. Düz pürüzsüz bir yüzeyi olduğu için tam yansıma gerçekleşir. 

Düzlem aynada görüntü 

• Görüntü aynanın arkasında oluşur.

NOT: aynanın arkasında oluşan görüntülere sanal ya da zahiri görüntü denir.

• Görüntü sanaldır.
• Görüntünün boyu cismin boyuna eşittir.
• Cismin aynaya olan uzaklığı ile görüntünün aynaya olan uzaklığa eşittir.

• Oluşan görüntü düzdür.
• Görüntü simetriktir.

Yukarıdaki aynaya bakan adamın sol ayağının, aynada oluşan görüntüsünde sağ olması simetridir.

 

Düzlem aynada görüntü çizimi 

Öncelikle cisimden aynaya iki ışın gönderilir. Bu ışınların uzantılarının kesiştiği noktada cismin görüntüsü oluşur.

• Kesişen iki ayna arasına konulan cismin kaç tane görüntüsü oluşur?

 

Kesişen iki ayna arasına konulan cismin görüntü sayısı aynaların arasındaki açıya bağlı olarak bulunur. 

• Paralel iki ayna arasına konulan cismin kaç tane görüntüsü oluşur?

Paralel iki ayna arasındaki cismin sonsuz tane görüntüsü oluşur. Görüntünün görüntüsü şeklinde bir silsile gerçekleşir.

Düzlem aynada görüş alanı nasıl bulunur 

Görüş alanı bulunurken iki yöntem kullanılır:

 

• ÇUKUR AYNALAR

• TÜMSEK AYNALAR 

Çukur aynada özel ışınlar:

 

Işığın paralel merkezden geçecek şekilde bir doğru çizilir ve bu doğruya odaktan bir dikme inilir. Doğru ile inilen dikmenin kesiştiği nokta yardımcı odak(F') kabul edilir.

 

Tümsek aynada özel ışınlar:

 

KÜRESEL AYNALARDA GÖRÜNTÜ OLUŞUMU

 

Çukur aynada görüntü oluşumu:

  

 

Tümsek aynada görüntü oluşumu:

  

 

Tümsek aynada cismin nerede olduğundan bağımsız olarak görüntüler oluşur.

• Sanaldır.
• Cisimden küçüktür.
• Düzdür.
• Her zaman odak noktasıyla ayna arasındadır.

KIRILMA 

Işığın farklı saydam ortamlardan geçerken doğrultu değiştirmesi olayına ışığın kırılması denir.

• Bunun en bilindik örneği olarak çay kaşığını bardakta kırık gibi görüyor olmamız verilebilir.

 

• Işık bir saydam ortamdan farklı bir saydam ortama geçtiğinde hızı değişir.
• Bir ortamın boşluğa ya da havaya göre kırıcılık indisine denir. Kırıcılık indisi n ile gösterilir.
• Bir ortamın mutlak kırıcılık indisi, ışığın boşluktaki hızının(c) ortamdaki hızına (v) oranına eşittir.

Snell Yasası 

 

Sınır açısı:

 

Önemli: Ayırıcı yüzeye dik gelen ışın (normal üzerinden) geliyorsa doğrultu değiştirmeden yoluna devam eder. 

Küresel yüzeye gelen ışın: 

Küresel yüzeylerde merkezden geçen bütün doğrular küre yüzeyine dik ve yüzey normalidir. Camdan yapılmış küresel yüzeye hava ortamından gönderilen bazı ışınların izlediği yollar:

• Küresel cisme gelen ışın normale yaklaşarak kırılır. Işın küresel yüzeyi terk ederken normalden uzaklaşarak kırılır.

• Küresel yüzeyin merkezinden geçecek şekilde gelen ışın doğrultusunu değiştirmeden küreyi terk eder.

• Yarım küresel cismin düzlem yüzeyine dik gönderilen ışın kırılmadan geçer, yüzeyi terk ederken normalden uzaklaşır. 

 

• Yarım küresel cismin küresel yüzeyine merkezinden geçecek şekilde gönderilen ışın kırılmadan geçer, yüzeyi terk ederken normalden uzaklaşır. 

GÖRÜNÜR DERİNLİK Göz göze gelen ışığın doğrultusunda cismi görür. Fakat ışık kırıldığı için cisim olduğu yerde değil ışığın doğrultusu üzerinde bir yerde görülür.

• Çok yoğun ortamdan az yoğun ortamdaki bir cisme bakıldığında cisim olduğundan daha uzakta algılanır.
• Az yoğun ortamdan çok yoğun ortamdaki bir cisme bakıldığında cisim olduğundan daha yakında görülür.

MERCEKLER 

En az bir yüzeyi küresel olan, ışığı kırma özelliğine sahip cisimlere mercek denir. 

Merceklerin her iki tarafında odak (F), merkez (M) bulunur. 

İki tip mercek vardır;

• Kalın Kenarlı Mercek  (Iraksak)
• İnce Kenarlı Mercek (Yakınsak)

Kalın Kenarlı Mercek Üzerine düşen ışık demetini dağıtan merceklere kalın kenarlı mercekler denir.

 

Kalın kenarlı mercekte özel ışınlar:

 

Kalın kenarlı mercekte görüntü oluşumu: 

Kalın kenarlı merceklerde cismin konumu önemli değildir, görüntünün özelliği daima aynı olur. 

• Sanaldır.
• Düzdür.
• Cisimden küçüktür.
• Mercek ile odak arasında oluşur.

 

İnce Kenarlı Mercek Üzerine düşen ışık demetini bir noktada toplayan merceklere ince kenarlı mercekler denir.

İnce kenarlı mercekte özel ışınlar:

 

İnce kenarlı mercekte görüntü oluşumu:

 

 

NOT: Mercek kırıcılık indisi kendisinden büyük bir ortama konulduğunda karakter değiştirir. (nmercek<nortam)

 İnce kenarlı mercek kalın kenarlı mercek gibi, kalın kenarlı mercek ise ince kenarlı mercek gibi davranır. 

 

Merceklerin Kullanım Alanları 

• Göz kusurlarının düzeltilmesinde gözlük camlarında kullanılırlar. 
• Miyop(uzağı net görememe durumu): Kalın kenarlı mercek
• Hipermetrop(yakını net görememe durumu): İnce kenarlı mercek
• Kameralarda ince kenarlı mercek olan objektif hareketiyle görüntü makine içindeki ekran üzerine net olarak düşürülür.
• Teleskoplarda ince kenarlı mercekler kullanılır.

---

IŞIĞIN RENKLERİNE AYRILMASI

 Beyaz ışık cam prizmaya gönderildiğinde kırılarak renklerine ayrılır. Beyaz ışık, dalga boyu farklı altı farklı renk ışığın birleşimidir. Dalga boyları farklı olduğundan, prizmadan geçerken aynı şekilde kırılmazlar bu nedenle ışığın renklerini görebiliriz. 

Dalga boyu büyük olan renk en az kırılırken dalga boyu küçük olan renk daha çok kırılır.

---

KIRICILIK İNDİSLERİ:

 KIRMIZI       

 TURUNCU

 SARI

 YEŞİL 

 MAVİ

 MOR

KuTu SaYaMaM

• Ana renkler birleştiğinde beyaz renk oluşur. 

     KIRMIZI + MAVİ + YEŞİL = BEYAZ

• TAMAMLAYICI RENK: Bir ışık rengi ile birleştiğinde beyaz renk oluşturan renge denir.

 

Örneğin; Cyan + Kırmızı = Beyaz 

Kırmızı, Cyanın tamamlayıcısıdır. 

Cyan, Kırmızının tamamlayıcısıdır.

 

Renklerin Algılanması

Bir cisme çarpıp yansıyan ışınların göze gelmesi ile görme olayı gerçekleşir.

• Bir cisim hangi renk ışığı yansıtıyorsa o renkte görünür.
• Bir cismin güneş ışığı altındaki rengi cismin rengi olarak bilinir.
• Güneş ışığı altında siyah görülen cisimler hdiğer bütün renk ışıkların altında siyah görülür.
• Beyaz renk cisimler üzerlerine düşen tüm ışıkları yansıtır. Bu nedenle üzerlerine hangi renk ışık düşürülürse o renk görünür.
• Cisimler kendi renklerindeki ışıkları kuvvetli, kendi renginin komşusu olan renklerdeki ışıkları ise zayıf olarak yansıtır.
• Göz, kuvvetli olarak yansıyan ışığı algılar; zayıf olarak yansıyan ışığı ise algılayamaz. Bu nedenle cisimler kuvvetli olarak yansıttıkları ışık renginde görünür.

Cisim kırmızı görünür.

 

 

• Ana renk cisim üzerine ana renk bir ışık düşürüldüğünde yansıyan ışık olmadığından siyah görünür.

Cisim siyah görünür.

 

FİLTRELER 

Işığı süzerek tek renkli ışık elde etmek için kullanılan saydam cisimlere ışık filtresi denir.

Filtreler kendi renklerdeki ışıkları kuvvetli, komşu renklerdeki ışıkları ise zayıf olarak geçirir. Beyaz ışıkla aydınlatılan filtreler kendi renklerinde görünür. Filtreler kuvvetli olarak geçirdikleri ışık renginde görünür. Işığı geçirmeyen veya zayıf olarak geçiren bir filtre ise siyah olarak görünür. Karışım rengiyle boyalı bir filtre bu karışımı oluşturan renklerdeki ışıkları kuvvetli, bunların komşularını ise zayıf geçirir.