Lazer Işınının Elde Edilmesi Optik 4. Ünite 10. Sınıf Soru Kitabı 4. Konu Işığın Kırılması Test Çözümleri
Lazer Işınının Elde Edilmesi
Optik4.
Ünite
10. SınıfSoru Kitabı
4. Konu
Işığın Kırılması
Test Çözümleri
2
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 1 in Çözümleri
1. Ι
hava
cam
N
ayrılma
yüzeyi
4
Bir ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Buna göre, I ışını 4 numaralı yolu izler.
Yanıt D dir.
2. Ι
n1
N
n2 3
7°
53°
Snell bağıntısına göre;
n1 · sin i = n2 · sin r
n1 · sin53° = n2 · sin37°
n1 · 54 = ·
3
4
5
3
n1 = 1 bulunur.
Yanıt C dir.
3.
Y svs
X svs
Ι
Ortamların kırıcılık indisleri ne olursa olsun, yüzeye dik gelen ışınlar kırılmadan geçer. Buna göre I. yargı yanlış, II ve III. yargılar doğrudur.
Yanıt E dir.
4.
n3
n1
n2
Ι
1. ortam
2. ortam
3. ortam
N
N
Bir ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. I ışını 1. ortam-dan 2. ortama geçerken normale yaklaştığına göre n2 > n1 dir. I ışını 2. ortamdan 3. ortama geçerken yine normale yaklaştığına göre n3 > n2 dir. Buna göre, ortamların kırıcılık indisleri arasındaki ilişki n3 > n2 > n1 olur.
Yanıt D dir.
3
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5. X ortamından Y ortamına geçerken sınır açısı söz konusu olduğundan X ortamının kırıcılık indisi Y or-tamının kırıcılık indisinden büyüktür.
X ortam
Y ortam
I1
I2
Şekil I Şekil II
45°3
Şekil I de görüldüğü gibi I1 ışık ışını için sınır açı-sı 45° dir. Şekil II de I2 ışık ışını için gelme açısı sınır açısından küçüktür. Bu nedenle X ortamından Y ortamına gelen I2 ışını, normalden uzaklaşarak Y ortamına geçer.
Yanıt C dir.
6.
I
IN
NnX
nY
nZ
I ışını X ortamından Y ortamına geçerken normal-den uzaklaştığına göre nX > nY dir.
Işın Y ortamından Z ortamına geçerken de nor-malden uzaklaştığına göre nY > nZ dir.
Yanıt E dir.
7.
X
N N
Y
aa
Gönderilen ışınların gel- N
Z
a
me açıları eşittir. Işın Z or-tamına giremediğine göre Z ortamının kırıcılık indisi en küçüktür. Aynı açıyla gönderilen ışın X ortamı-na girdiğine göre X orta-mının kırıcılık indisi en büyüktür. Buna göre kırıcılık indisleri arasındaki ilişki nX > nY > nZ olur.
Yanıt D dir.
8.
37°
S
n1
n
n2
Snell bağıntısına göre;
sin
sin
r
in
nn ,
1
21 2= =
dir. Buradaki n
n
1
2 ifadesi n2 ortamının n1 or-tamına göre bağıl kırılma indisidir. Ortamlar paralel olduğuna göre kırıcılık indisi n olan ortamı aradan çıkarabiliriz.
37°
S
n1
n2
, .
sin
sinn
n
n
nbulunur
90
37
0 65
3
°
°
1
2
1
2
=
= =
Yanıt B dir.
4
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9.
hava
3i
Z
X Y
hava
hava
2i
iI
I I
Her üç şekilde X, Y, Z ortamlarından hava ortamına aynı renkli ışın gönderiliyor. Temas eden ortamların kırılma indisleri arasındaki fark büyüdükçe sınır açı-sı küçülür. Bu nedenle nZ > nY > nX olur.
Yanıt E dir.
10. A
P
i
1
2
3
45
A
R
i iI I
Şekil I Şekil II
Temas hâlinde olan iki saydam ortamın kırıcılık in-disleri arasındaki fark büyüdükçe sınır açısı küçülür.
Şekildeki P-A ortamları için sınır açısı i olarak verilmiştir. R ortamının kırıcılık indisi P ninkinden büyüktür. Bu nedenle R-A arasındaki sınır açısı i dan küçük olur.
Şekil II de I ışını i açısıyla gönderildiği için içeri-den tam yansıma yapar.
Yanıt E dir.
11. K
45°
45°
1
K ışını sistemde 1 numaralı yolu izler.
Yanıt A dir.
12. M
P
cam
hava
I
normal
O
i
Camdan yapılmış yarım kürenin O merkezi ışın için normal görevi yapar. i açısı sınır açısından küçük ise ışın M yolunu, i açısı sınır açısından büyükse ışın P yolunu izler. I ışını sistemi terk ederken K ve L yollarını izlemez.
Yanıt C dir.
5
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 2’nin Çözümleri
1. hava
P
O
R
n1
n2
Ι
I ışını P noktasına normal doğrultusunda geldi-ği için kırılmadan geçmiştir. P nin geçişi doğrudur. O noktasında normalden uzaklaşarak kırılmıştır. n1 > n2 olduğundan O noktasına gelen ışının geçişi de doğrudur.
Işın R noktasına normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan geçmesi gerekirdi. Böyle olmadığı için R noktasından sonraki geçiş yanlıştır.
Yanıt D dir.
2.
havaK
n2 n3
n1
45°
N
Işın n1 ortamından n2 ortamına gelirken tam yan-sımaya uğramıştır. Işın çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelirse tam yansıma yapar. Yani n1 > n2 dir.
Işın n1 ortamından n3 ortamına geçerken nor-male yaklaşmıştır. Işın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşır. Yani n3 > n1 dir.
Yanıt E dir.
3. 5
S
I
II K
LN
N
I nolu ışınının izlediği yoldan sınır açısının 45° den küçük olduğunu söyleyebiliriz. II numaralı ışın 45° lik açı ile geldiğinden kesinlikle tam yansımaya uğrar. Yani 5 numaralı yolu izler.
Yanıt E dir.
4. hava
X45°
45°45°
Y
n3
n2
n1
X ışını tam yansımaya uğradığına göre, n1 > n2 dir. Y ışını n3 ortamından n2 ortamına geçerken normale yaklaştığına göre, n2 > n3 tür.
Yanıt A dır.
6
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
5. Ι
4
X
O
hava
Y
N
Bir kürenin merkezinden kürenin yüzeylerine çizilen bütün çizgiler yüzeye dik olduğundan normal sayılır. O noktası şekildeki kürenin merkezidir. O dan geçe-cek şekilde gönderilen bütün ışınlar yüzeye diktir.
I ışını normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan X ortamına geçer. nY > nX olduğundan X ortamından Y ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılır. Yani 4 numaralı yolu izler. Y ortamından normal doğrultu-sunda geldiği için kırılmadan hava ortamına çıkar.
Yanıt D dir.
6.
Işınlar şekildeki yolu takip ederek kutudan çıkar.
Yanıt C dir.
7. Z
Y
X
Işın Y den X e gelirken tam yansımaya uğramıştır. Yani nY > nX dir. I. yargı kesinlikle doğrudur.
Bu verilerle X ve Z ortamları kıyaslanamaz. II. yargı yanlıştır.
Işın Y den Z ye gelirken tam yansıma yapmıştır. Yani nY > nZ dir. III. yargı da kesinlikle doğrudur.
Yanıt C dir.
8.
45°
K
V
hava
45° 45°
45°
45°
K ışını cam içinde çarptığı bütün yüzeylere 45° lik açıyla, yani sınır açısından büyük bir açıyla gelmiş-tir. Bu nedenle bütün yüzeylerde tam yansıma yapa-rak V yolunu izler.
Yanıt E dir.
7
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
9. Kırılma açısının 90° olmasını sağlayan geliş açısı-na sınır açısı denir. Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük bir açı ile gelirse tam yansıma yapar. Snell bağıntısını her iki duruma uygulayalım.
n n
n1
La 2aKn2
n
Maa
n3
n1 · sina = n
n2 · sin2a = n
Bu bağıntılara göre sin2a > sina olduğundan or-tamların kırılma indisleri arasındaki ilişki n1 > n2 bi-çimindedir.
n3 ortamından n ortamına gelen M ışını tam yansı-ma yapmıştır. Bu nedenle M ışını için sınır açısı a açısından küçüktür. O hâlde kırılma indisi en büyük-tür. Her üç ortamın kırılma indisleri arasındaki ilişki n3 > n1 > n2 dir.
Yanıt A dır.
10.
Ι1
45°
Ι3
45°
45°
45°
Ι2
45°
Şekildeki gibi ışınların takip ettiği yol çizilirse I1, I2, I3 ışınlarının kendilerine paralel olarak prizmadan çıktıkları görülür.
Yanıt C dir.
11.
K
53˚
53˚53˚
L
53˚
37˚
M
53˚
37˚
K ışınının gelme açısı 53° olup sınır açısından bü-yüktür. K ışını tam yansıma yapar. L ve M ışınlarının gelme açıları 37° dir. Yani sınır açısından küçüktür. O yüzden normalden uzaklaşarak hava ortamına çı-karlar.
Yanıt D dir.
12.
45°
Ιhava
N
camhava
cam
45°
45°
45°
Işın camdan cama geçerken aynı ortam olduğu için kırılmaya uğramaz. Yani I ışını N yolunu izler.
Yanıt D dir.
8
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 3’ün Çözümleri
1.
FA
B
tümsek ayna
cam
f
A
F B
tümsek ayna
cam
f
A
Tümsek aynadan f2
uzaklığında oluşabilmesi için
cismin aynanın f kadar önündeki Aʹ noktasında ol-ması gerekir. Cam 3 birim uzaklığı 2 birim gösterdi-
ğine göre, camın kırılma indisi 2
3 olmalıdır.
Yanıt C dir.
2. P
ZY
XS
n1
n2
S sınır açısından küçük açıyla gelen ışınlar n2 orta-mına geçer.
P ve Y ışınlarının gelme açısı sınır açısından küçük-tür. O yüzden bu ışınlar n2 ortamına geçer.
X ışınının gelme açısı sınır açısınan büyük olduğu için tam yansıma yapar.
Yanıt E dir.
3.
Y
X
N
Y
Z
SS
53° 37°
N
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelen ışık için kırılma açısının 90° lik değerine karşılık gelme açısının aldığı değere sınır açısı denir. Işık, sınır açısından büyük bir açıyla gelirse yansıma kanun-larına uygun olarak geldiği ortama geri döner. Bu olaya tam yansıma denir. Soruda her iki ışın da tam yansıma yapmıştır. Fakat sınır açıları belli değildir. X ve Z ortamlarının kırıcılık indisleri karşılaştırılama-yacağı için I ve II. yargılar yanlıştır.
Tam yansıma, çok yoğun ortamdan az yoğun or-tama geçişte oluştuğundan kesinlikle nY > nX ve nY > nZ dir. Bu nedenle III. yargı doğrudur.
Yanıt C dir.
4.
f
F
S1
f
F
S2
45°
f
S3
45°
F
S1, S2, S3 ışınları tam yansımalı prizmadan çukur aynanın asal eksenine paralel olacak şekilde geçer. Bu ışınlardan S2 ışını kendi üzerinden geri döner. Diğer iki ışın kendi üzerinden geri dönmez.
Yanıt B dir.
9
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5.
hava
M
S cam
IV
su
M noktası camdan yapılmış yarım kürenin merkezi-dir. Merkezden gelen bir ışın normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan geçer.
S ışını havadan cama girerken normale yaklaşarak kırılır. Yani I ve II yolunu izlemez. Normale yaklaşa-rak kırılan bu ışın camdan suya kırılmadan geçer.
Yanıt D dir.
6.
hava
S
45°
sıvı
cam
45°
Snell bağıntısına göre;
ncam · sinθcam = nsıvı · sinθsıvı
ncam · sin45° = nsıvı · sin90°
·2
·1
2
n n
n
n
2
2
ı ı
ı ı
cam s v
cam
s v
=
.bulunur=
Yanıt A dır.
7.
asal
eksen
Ι
V
suF
çukurayna
düzlemayna
Havadan F noktasına gelen I ışını normale yaklaşa-rak kırılır. Işık çukur aynaya odak noktasından gel-diği için asal eksenine paralel olarak yansır. Bu ışın düzlem aynaya dik düştüğü için kendi üzerinden geri döner.
Yanıt E dir.
8.
K LM
Ι
60°
60°60°
Işın L ortamından K ortamına geçerken kırılmaya uğramamış. Bunun anlamı, K ve L ortamlarının kırı-cılık indislerinin eşit olmasıdır.
Yanıt B dir.
10
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9. PΙ
L
K
MN
Işın P ortamından L ye, L den M ye dik düştüğü için kırılmaya uğramaz. P, L, M ortamlarının kırılma in-dislerinin artırılması ışığın izlediği yolu etkilemez.
Yanıt C dir.
10.
n1
Şekil I
i i ii
Şekil II
Ι
n2
n1
n3
Ι
n1 ortamından n2 ortamına gelen ışın n2 > n1 oldu-ğundan tam yansımaya uğramıştır.
Şekil II de n2 yerine n3 ortamı konulmuş. n2 > n3 olduğundan sanki Şekil I de ikinci ortamın kırılma indisi azaltılmış gibi düşünülebilir. I ışını yine tam yansımaya uğrar.
Yanıt A dır.
11. cam hava
K
F
cam
L
hava
F
Şekil I Şekil II
Cam yüzeyine dik gelen K ışını aynanın üzerine kadar kırılmadan gider. K ışını çukur aynanın asal eksenine paralel geldiği için odaktan geçecek şekil-de aynadan yansır. Bu ışın sınır açısıyla geldiği için Şekil I deki yolu izler.
L ışını odak noktasına varıncaya kadar K ışını ile aynı yolu izler. L ışını odak noktasına sınır açısından daha küçük bir açıyla geldiği için normalden uzakla-şarak havaya çıkar.
Yanıt B dir.
12.
düzlem ayna
su
25°
S
75°
50° 50°
Su-hava için sınır açısı 48° dir. Şekilde görüldüğü gibi ışın havadan suya gelirken gelme açısı 50° olup sınır açısından büyüktür. Bu nedenle ışın içerden tam yansımaya uğrar.
Yanıt E dir.
11
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 4’ün Çözümleri
1.
45°
V
IV
III
II I
n1
n2
M
S
n1 ve n2 ortamlarının kırıcılık indisleri farklı olduğun-dan n1 ortamından n2 ortamına gelen S ışını mutla-ka kırılmaya uğrar. Yani IV numaralı yolu izleyemez.
Yanıt B dir.
2.
n3
n1
n2
Ι
α
θ
β
Paralel yüzlü levhalarda aradaki ortamlardan biri çı-karılırsa ışının son ortamda izlediği yol değişmez.
n2 ortamının olup olmaması α açısını etkilemez.
α açısı; gelme açısı (θ), n1 ve n3 ün değişmesinden etkilenir.
Yanıt D dir.
3.
cam
havaO
L
G
cam
cam
hava
K
G
cam
O
K
L
Şekil I Şekil II
O noktası yarım kürenin merkezidir. Merkezden küre yüzeyine gelen ışınlar kırılmadan göze geldiği için O noktasındaki cisim kendi yerinde görünür.
K ve L cisimlerinden ışınlar çizildiğinde şekillerde görüldüğü gibi K cismi uzaklaşmış L de yaklaşmış olarak görülür.
Yanıt D dir.
4. n1 Ι
α
θn2
n3
Işın n1 ortamından n2 ortamına dik geldiği için α açı-sı n1 ortamının kırılma indisine bağlı değildir. α açısı n2 ve n3 ortamlarının kırıcılık indisine bağlıdır.
Yanıt C dir.
12
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
5.
K L
M
60°
40°
60°
Ι
30°
Işın K ortamından L ortamına girerken normalden uzaklaşmıştır. Işık yolu tersinir olduğu için bu ışın M den L ye giderken normalden daha fazla uzaklaşmış diyebiliriz. Yani M nin kırılma indisi en büyüktür.
Yanıt A dır.
6.
37°
Şekil I
X
hava
53°
53°
Şekil II
X
2
37°
Şekil I den sınır açısının 53° olduğu anlaşılır. Şekil II de gelme açısı 37° dir. Bu açı sınır açısından küçük olduğu için ışın 2 numaralı yolu izleyerek hava orta-mına çıkar.
Yanıt B dir.
7.
K
L
L
K
Yanıt B dir.
8. Y
N
N
X Z
a
a
I
Işın X ortamından Y ortamın geçerken normalden uzaklaşmıştır. Aynı ışın Y ortamından Z ortamına geçerken yine normalden uzaklaşmıştır. Buna göre, nX > nY > nZ dir.
Bir ortamdaki ışık hızı ile o ortamın kırıcılık indisi ters orantılı olduğundan vZ > vY > vX olur.
Yanıt B dir.
13
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
9.
L
K M
a
a
I
I ışını K ortamından L ortamına geçerken norma-le yaklaşmıştır. Aynı ışın L ortamından M ortamına geçerken de normale yaklaşmıştır. Işın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yak-laştığına göre nM > nL > nK dır.
Yanıt A dır.
10.
su
cam
hava
Şekil I
cam
hava
Şekil II
1
2
34
5
I
I
Suyu boşaltınca ikinci ortamın kırılma indisi küçül-müş olur.
Işın Şekil I de camdan havaya geçerken sınır açısıy-la gelmiştir. Şekil II de ise tam yansımaya uğrar.
Yanıt E dir.
11.
hava
F
30°
M
60°
prizma
Işının kendi üzerinden geri dönebilmesi için çukur aynanın merkezinden geçerek aynaya gelmesi ge-rekir. Bunun için de ışın prizmada şekildeki yolu izle-melidir.
Snell bağıntısından;
.
sin sinn n
n
n bulunur
60 90
2
31 1
3
2
· ° · °
· ·
prizma hava
prizma
prizma
=
=
=
Yanıt C dir.
12.
sıvı sıvı sıvı
X Y
Zhava
n1
n2
n3
Tabanların eşit uzaklıkta görülebilmesi için n3 ün en çok n1 inde en az yaklaştırması gerekir. Buna göre, kırılma indisleri arasındaki ilişki n3 > n2 > n1 dir.
Yanıt E dir.
14
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 5’in Çözümleri
1.
hava
II
F
Ι
θ
su
normal
θK
Çukur aynanın asal eksenine paralel gelen I ışını aynanın F odak noktasından geçecek şekilde yan-sır.
Düz aynayı kaldırarak ışının K ışını gibi gönderildi-ğini düşünebiliriz. Bu ışın havadan suya geçerken normale yaklaşarak II numaralı yolu izler.
Yanıt B dir.
2.
X
su
G1
Y
su
G2
Z
su
G3
Mavi ışık en fazla kırılır. Bir başka ifadeyle, kırılma indisi en büyüktür. Kırılma indisi en büyük olan en yakın görünür.
Yanıt A dır.
3. X
Y
Z
K
L
Işık yolu tersinirdir. Yani ışınları X ortamından Y orta-mına doğru ve Z ortamında Y ortamına doğru kabul edebiliriz.
Işın X ortamından Y ortamına girerken normale daha fazla yaklaştığına göre nX ile nY arasındaki fark büyüktür.
Yanıt E dir.
4.
45°
Z
Y
Xkırmızıışın
Şekil I
45°
Z Y
X
4
maviışın
Şekil II
normal
Şekil I de kırmızı ışık X ortamından Y ortamına ge-lince tam yansımaya uğramıştır. Aynı ışın X ten Z ye gelince sınır açısıyla yoluna devam etmiştir.
Ortamın mavi ışığa uyguladığı kırılma indisi en bü-yüktür. Kırılma indisi artınca mavi ışık daha fazla kırılacak, X ten Z ye geçerken Şekil II deki gibi tam yansımaya uğrayacaktır.
Yanıt D dir.
15
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5.
30°
Khava
60°
30°L
hava
30°
K ışınının izlediği yol incelendiğinde sınır açısının 60° olduğu görülür. Şekil II de L ışını için gelme açı-sının 30° olduğu görülmektedir. Bu ışın sınır açısın-dan küçük bir açıyla geldiği için normalden uzakla-şarak hava ortamına çıkar.
Yanıt B dir
6.
hava
45°
45°
45°
K
Yanıt C dir.
7.
asal
eksen
su
F M
hava
Sudan çukur aynanın M merkezine gelen ışının normalle yaptığı α açısının, sınır açısın-dan küçük olduğu veril-miştir. Işın sudan hava-ya çıkarken normalden uzaklaşarak çukur aynanın üstüne kadar gider. Merkezden gelen her ışın çukur aynaya dik düşer. Bu nedenle ışın kendi üzerinden geri dönerek A seçeneğindeki yolu izler.
Yanıt A dır.
8.
Şekil I Şekil II
>
A
su
hava
F
A
su
L
hava
F
Yansımalarda ışığın renginin veya ortamın kırılma indisinin bir önemi yoktur.
Asal eksene paralel gelen ışın yansırken odak nok-tasından geçer.
Kırmızı ışın için suyun kırılma indisi yeşilden daha küçüktür. Yani kırmızı ışık yeşilden daha az kırılır. Ve L yolunu izleyerek hava ortamına çıkar.
Yanıt B dir.
F M
16
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9.
K ortamı
L ortamı
1
2
345
S
Gelen ışın 5 numaralı ışın olsaydı doğrultusunu de-ğiştirmeden yoluna devam ederdi. Gelen ışının 3 numaralı ışın olabilmesi için ortamların kırılma indis-lerinin eşit olması gerekir. Buradan 5 ve 3 numaralı ışınların gelen ışın olmadığı anlaşılır. Diğerleri olabi-lir.
Yanıt E dir.
10.
cam
O
S
hava
N
Küresel yüzeylerde merkez aynı zamanda normal görevi yapar. Merkezden gelen veya merkezden ge-çen ışın yüzeye diktir.
Merkezden geçen normal çizildiğinde gelen ışın şe-kildeki gibi normale yaklaşarak kırılır. Bu ışın cam-dan havaya geçerken 3 farklı yol izleyebilir. Seçe-neklerden bir tanesi doğru verilmiştir.
Yanıt A dır.
11.
Yanıt E dir.
12.
L
K
P
Şekil I Şekil II
L
K
S
R1
2
3
4
Şekil I de P ışını sınır açısı ile gelmiştir. Şekil II deki R ışını sınır açısından küçük bir açıyla geldiği için normalden uzaklaşarak L ortamına çıkar. Şekil II deki S ışını sınır açısından daha büyük bir açıyla geldiği için tam yansıma yapar.
Yanıt D dir.
17
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 6’nın Çözümleri
1. P
K
L
R
cam
O
M
Işık kaynağı merkezde olduğu için ışınlar göze gelir-ken kırılmaya uğramaz. Bu nedenle göz cismi aynı yerinde görür.
Yanıt A dır.
2.
Ι
θ1
L
n2=1,2n1=1,8 n1=1,8
I ışını n1 ortamından n2 ortamına geçerken normal-den uzaklaşır. n2 den tekrar n1 çıkarken normale yaklaşır.
Yanıt B dir.
3.
45°
45°
P3
P2
45°
P1
Ι
Yanıt E dir.
4. n1v1
40°
30°40°
30°
n2
n3
Ι
v2
v3
Işın n1 ortamından n2 ortamına geçerken, n2 den n3 ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Yani n3 > n2 > n1 dir.
Dalga modeline göre kırılma indisi yayılma hızları ile ters orantılıdır. Bu nedenle v1 > v2 > v3 olur.
Yanıt E dir.
5.
su
20°
Ι
20°
20°
40°
N
N
Işın düz aynadan yansıma kanunlarına uygun ola-rak yansır. Bu ışın su yüzeyine 40° gelme açısıyla gelir. 40° sınır açısından küçük olduğu için ışın ha-vaya normalden uzaklaşarak çıkar.
Yanıt D dir.
6.
45°
K
hava
II
su
Bu tür sorularda ayna kaldırılıp yerine normal çizgisi çizilir. Daha önce aynaya gönderilen ışının simetriği alınarak su yüzeyine gönderilir. Bu ışın suya girer-ken normale yaklaşarak kırılacağı için II yolunu izler.
Yanıt B dir.
18
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
7. α
Ι
M
su
F
I ışını M noktasına değdikten sonra normale yakla-şarak suyun içine girer ve çukur aynanın yüzeyine kadar gider. Bu ışın çukur aynanın M merkezinden geldiği için çukur aynaya dik düşmüştür. Dik düşen ışık ışını kendi üzerinden geri döner.
Yanıt E dir.
8.
P
hava
M
cam
F
S
M
M noktasından çıkan ışın cama geçerken normale yaklaştığı için Mʹ noktasından geliyormuş gibi kırılır. Çukur aynada merkezin dışındaki Mʹ nün görüntüsü MF arasında oluşur.
Yanıt D dir.
9.
45°
Ι
45°
45°
su
I ışını su yüzeyine dik geldiği için kırılmadan suyun içine girer. Bu ışın düzlem aynada 45° açıyla yan-sıyarak karşı aynaya dik olarak değer. Sonra kendi üzerinden geri döner.
Yanıt C dir.
10. K
P
L
T
K
L
T
θK
θP
θL
Şekil I
Ι θKΙ 1
2
3
45
Şekil II
Şekil I deki gibi verilen K, L, P, T saydam ortamları birbirine paraleldir. Böyle bir sistemde aradaki lev-halardan biri ya da birkaçı aradan çıkarılırsa son çıkan ışının yolu değişmez. Yani, P ortamı aradan çıkarılırsa I ışını Şekil II deki 4 numaralı yolu izler.
Yanıt D dir.
19
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
11.
nX
Ι
nYnZ
K L
Ι
I ışını KL kenarına paralel girip Z ortamına girince yine KL kenarına paralel olarak yoluna devam et-miştir. Parçalı olarak ışın birleştirildiğinde şekildeki gibi bir yol izlediği görülür.
Çizim dikkatlice incelendiğinde ışın X ortamından Y ortamına ve Y ortamından Z ortamına geçerken nor-malden uzaklaşmıştır. O hâlde nX > nY > nZ dir.
Yanıt B dir.
12.
Y
X37° ayrılma
yüzeyi
Ι
37°
.
sin
sin
sin
sin
n
n
v
v
v
v
v
vbulunur
37
53
3
4
°
°
Y
X
X
Y
Y
X
Y
X
Y
X
i
i= =
=
=
Yanıt C dir.
13. Işık havadan cama geçerken ortalama hızı azalır. Buna bağlı olarak da dalga boyu küçülür. Ortam de-ğişikliklerinde ışığın frekansı değişmez.
Yanıt C dir.
14. 45°
45°
L
K
K ışını dik geldiği için kendi üzerinden geri döner. L ışını da şekildeki yolu izler. Kaplardan çıkan iki ışın arasındaki açı 90° dir.
Yanıt D dir.
15.
Y ortamı
I1
I2
X ortamı
α ayrılma
yüzeyi
αα
αα
1
2
3
45
X ortamından Y ortamına gelen I1 ışını tam yansı-maya uğradığına göre X ortamının kırıcılık indisi Y ninkinden büyüktür.
I2 ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geldiği için normale yaklaşarak kırılır.
Yanıt D dir.
16. Işın X ortamından Y ortamına Ι
60°
60°
60°
60°
60°
60°
X
Z
Y
dik gelip kırılmadan geçmiştir. Dik ışınlar kırılmaya uğramaz. Bu nedenle X ve Y ortamlarının kırıcılık indislerini karşılaştıra-mayız.
I ışını Y ortamından Z ortamına kırılmadan geçtiği için nY ile nZ kesinlikle eşittir.
Yanıt B dir.
20
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
17. ΙX
Y
Işın X ortamından Y ortamına giderken normale yak-laşmıştır. O hâlde Y ortamının kırıcılık indisi X inkin-den büyüktür.
I ışını az yoğun X ortamından çok yoğun Y ortamına geçerken ortalama hızı ve dalga boyu küçülür. An-cak ortam değişikliklerinde frekans değişmez.
Yanıt B dir.
18. α
α αvZ
vY
vX
X Y Z
Ι
I ışını X ten Y ye geçerken normalden uzaklaşmış, Y den Z ye girerken normale yaklaşmıştır. Buna göre nY en küçüktür diyebiliriz.
X ve Z ortamları arasında Y ortamı aradan çıkarı-larak da işlem yapılabilir. Bu durumda X ve Z nin kırıcılık indisleri karşılaştırılabilir. Bu yapıldığında nX > nZ olduğu görülür.
Kırıcılık indisleri ile o ortamdaki ışığın hızı ters oran-tılı olduğundan vY > vZ > vX olur.
Yanıt B dir.
19.
K
L
normal
ayrılma
yüzeyi
12 3
4
5
I
a
K ve L ortamlarının kırılma indisleri eşit olsaydı K dan L ye gelen I ışık ışını 3 numaralı yolu izlerdi. Ortamların kırılma indisleri farklı olduğuna göre 3 yolunu izleyemez.
I ışınının 2 numaralı yolu izleyebilmesi için K orta-mından L ortamına dik gelmesi gerekir. Dik gelme-diğine göre 2 numaralı yolu da izleyemez. Işığın 1 numaralı yolu izleyebilmesi için normal üzerinde düzlem ayna olması gerekir.
Yanıt D dir.
20.
suθ
hava
h
Ι
α
θ açısının arttırılması ışığın su yüzeyine değme açı-sını arttırır. Böylece ışın su yüzeyinden tam yansıma yapabilir.
Yanıt A dır.
21. Snell bağıntısına göre kırılma açısı ışığın şiddetine bağlı değildir.
Yanıt E dir.
21
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
22. K
L
Ι1
Ι 1
Ι2Ι 2
P
Yanıt A dır.
23.
asal
eksen
P düzeyi
hava
KΙ
1 2
3
4
sv
I ışını hava ortamından sıvı ortamına geçerken 1 yolunu izleyebilmesi için sıvı ortamından normalden uzaklaşması gerekir.
I ışınının 2 yolunu izleyebilmesi için hava ortamın-dan sıvı ortamına kırılmadan geçmesi gerekir.
I ışını sıvıya girerken normale yaklaştığına göre 1 ve 2 numaralı yolları izleyemez.
Yanıt A dır.
24.
K
O
L
Şekil I Şekil II
ayırma
düzlemi
K
O
L
5 4 3
2
1I1 I2
Şekil I de I1 ışını sınır açısıyla gelmiştir. Şekil II de I2 ışını sınır açısından küçük bir açıyla geldiği için normalden uzaklaşarak ikinci ortama geçer.
Yanıt B dir.
25.
θ1 θ2
X
Z Y
K
Ι1 Ι2βα
α > β
θ2 > θ1 olduğuna göre I2 ışını için sınır açısı daha küçüktür. Sınır açısı küçük ise Y ortamının kırılma indisi daha küçüktür. O hâlde nX > nZ > nY diyebiliriz.
Yanıt C dir.
26. Ι X
Y
Z
nX
nY
nZ
I ışını X ortamından Y ortamına dik gelip kırılmadan geçtiği için X ve Y ortamlarının kırıcılık indisleri kar-şılaştırılamaz.
I ışını Y ortamından Z ortamına gelirken tam yansı-maya uğramıştır. Buradan nY > nZ olduğu görülür.
Yanıt B dir.
22
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
27. X
Y
Z
Ι2
Ι1X
Y
Z
Ι2
Y ortamından Z ortamına gelen I1 ışık ışını tam yansıma yaptığına göre nY > nZ dir.
Buna göre I2 ışık ışını Z ortamından Y ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılır. Aynı ışık Y den X e geçerken normalden uzaklaşacaktır.
Yanıt D dir.
28.
Ι2
5K
Ι1
S
normal
i
i > S
Şekil üzerindeki S açısı, sınır açısıdır. i açısı sınır açısından büyük olduğuna göre, I2 ışını tam yansı-ma yapar.
Yanıt E dir.
29.
45°
hava
X
Ι
i2
i1α
Işın X ortamına normale yaklaşarak girer. Bu neden-le α açısı 45° den küçük, i1 açısı 45° den büyük olur. i1 açısı 45° den büyük olduğu için ışın tam yansıma yapar.
i2 açısı 45° den küçük olduğu için ışın normalden uzaklaşarak hava ortamına çıkar.
Yanıt C dir.
30.
sıvı
I I
I ışını sıvı ortamından prizmaya dik geldiği için kırıl-madan prizmaya girer. Işın prizmanın karşı yüzünde normale yaklaşarak sıvıya çıktığına göre;
nsıvı > nprizma
dır. Sıvının kırıcılık indisi küçültülürse;
• nsıvı = nprizma
• nsıvı < nprizma
durumları oluşabilir.
Prizma tam yansımalı olduğundan I ışını 4 numaralı yolu izleyemez.
Yanıt D dir.
31.
M
K
L
nK
nL
nM
I
Işın K ortamından M ortamına da aynı gelme açı-sıyla gelmiştir. M ortamında kırılma açısı 90°, K or-tamında 90° den büyük olarak düşünülebilir. Bu du-rumda nK en küçüktür.
Yanıt D dir.
23
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
32. sıvı
X prizması Y prizması
Ι i1 i2
i1i2
a a
θ1 < θ2 olarak verildiğine göre, i1 < i2 dir. Kırılma açı-ları eşit olduğundan nS < nY < nX olur.
Yanıt B dir.
33.
Y prizmasıX prizması
1
Kθ1 θ2Ι 2ΙSX
SY
θ1 < θ2 olarak verildiğine göre, SX > SY olup I. yargı doğrudur.
Sınır açılarının büyüklüğü farklı olduğuna göre X ve Y prizmalarının ışığı kırılma indisleri birbirine eşit de-ğildir. II. yargı yanlıştır.
I2 ışını X ortamından Y ortamına kırılmadan geçtiği-ne göre, III. yargı doğrudur.
Yanıt E dir.
34.
Ι
X
Y
sıvı
I ışını X ortamından sıvı ortamına gelirken tam yan-sımaya uğramıştır. O hâlde X ten sıvıya geçerken sınır açısı 45° den küçüktür.
I ışını Y ortamından sıvıya geçerken yüzeyi yalıya-rak geçmiştir. O hâlde Y ortamından sıvıya geçerken sınır açısı 45° dir.
Buna göre nX > nY > nsıvı dır.
Yanıt C dir.
35. Ι
K
α
α
Ι
M
Ι
L
45°
45°
45°
θM
Şekil I de gelme açısı 45° dir. I ışını tam yansıma yaptığına göre sınır açısı 45° den küçüktür.
K da her iki yüzeye gelme açısı 45° dir. M de θM açısı 45° den büyüktür. O hâlde K ve M de ışının izlediği yol doğru çizilmiştir.
L de ışık ışını havadan cama geçerken normale yaklaşmalıdır. Böyle olmadığına göre L deki yanlış çizilmiştir.
Yanıt B dir.
24
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
36. hava P
K
L R
2
hava
Iaa
Işık ışını K ortamından L ortamına geçerken kırılma-dığına göre, nK = nL dir. Şekil üzerinde gösterilen α açıları eşit olduğuna göre, ışın 2 numaralı yolu izler.
Yanıt B dir.
37.
K
L
M
ZVTSR
O
Ι
P
nK = nM olarak verildiğine göre ışın K ve M ortamla-rında birbirine paralel hareket etmelidir.
P noktasından geçen ve gelen ışına paralel bir ışın çizildiğinde bu ışının OS gibi olduğu görülür.
Yanıt B dir.
38. hava
normalθθ
hava
θθ
X
Y
K L
M
S
θ θθ
Y ortamından havaya gelen ışık ışını için gelme açısı θ dır. Işık ışını S noktasına vardıktan sonra ya normalden uzaklaşarak kırılacak ya da bu noktadan tam yansıma yapacaktır. Tam yansımalarda gelme açısı yansıma açısına eşit olur. Bu nedenle L yolunu izleyemez.
Yanıt B dir.
39.
K
Ι
L
M
N
Y
X
P
Hangi ortamlarda ışık ışınları birbirlerine paralel ise o ortamların kırılma indisleri birbirlerine eşittir.
Şekil incelendiğinde L ve N ortamlarında ışınların birbirlerine paralel olduğu görülür.
Yanıt C dir.
25
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
40. K
L
M
P
Ι
I ışınının ortamlardan geçerken P noktasına varabil-mesi için ilk doğrultusundan sağa sapması gerekir. Bunun için de ortamlardan en az birinin kırılma indisi nK dan küçük olmalıdır. Bu bilgiye uyan yalnızca E seçeneğidir.
Yanıt E dir.
41.
Ι R
S
T
θ
θ
nR
nS
nT
Işık ışını kırıldığı her iki noktada da normalden uzak-laşmıştır. Buna göre kırılma indisi sürekli küçülmüş-tür.
Yanıt A dır.
42.
h
yatayB
h
yatayG
su
h = 12 birim olsun. Suyun kırılma indisi 3
4 olduğuna
göre, havadan suya bakıldığında 4 birimlik derinlik 3 birim olarak görünür. Yani h = 12 birim ise h1 = 9 birim olur. Benzer şekilde havadaki 3 birim yükseklik de 4 birim olarak görünür. Yani h2 = 16 birimdir.
Yanıt B dir.
43.
K
L
M
P
Ι
1 2 3 4 5
K ve M ortamlarının ışığı kırma indisleri eşit olarak verildiğinden K ve M ortamlarındaki ışık ışınları bir-birine paralel olmalıdır. Buna göre, P den geçen ve K ortamındaki ışık ışınına paralel olan bir ışın çizer-sek, bu ışın 2 noktasından geçer.
Yanıt B dir.
26
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
44.
beya
z
beya
z
beya
z
kırmızı
kırmızı
kırmızımormor
mor
II IIII
M
Dikdörtgenlerprizması
M merkezliyarım küre
Üçgenprizma
Aynı saydam ortamın mor renge uyguladığı kırıcılık indisi diğer renklerden daha büyüktür. Başka bir ifa-deyle, mor ışık daha fazla kırılır. Buna göre II ve III. düzeneklerdeki çizimler doğru olarak verilmiştir.
beyaz
kırmızımor
I
Işık ışını paralel yüzlü ortamlardan geçerken paralel kaymaya uğrar. Buna göre, soruda I düzenekte veri-len çizim yanlıştır. Doğru çizim şekildeki gibidir.
Yanıt E dir.
45.
θ
θ
Ι
X Y
Z
Işık ışını, aynı gelme açısıyla Y ortamından X orta-mına gelirken çok sapmış, Y ortamından Z ortamına gelirken az sapmıştır. Buna göre X ortamının kırılma indisi en küçük, Y ortamının kırılma indisi en büyük-tür.
Yanıt B dir.
46.
K
L
M
Ι1
Ι2
I2 ışını M den L ye geçerken normale yaklaşmıştır. I1 ışını da K dan L ye geçerken normale daha fazla yaklaşmıştır. Buradan; nL nin en büyük, nK nin en küçük olduğunu söyleyebiliriz. Yani nL > nM > nK olur.
Yanıt C dir.
47. I. Balıkların, suyun yüzeyinde diğer balıkların yan-sımasını görmesi, ışığın tam yansımasından kaynaklanır.
II. Yakınsak mercekte ışık kırılarak görüntü oluşur. Bu olayda tam yansıma yoktur.
III. Işığır fiber optik kabloların içinden dışarı çık-madan iletilmesi tam yansımaya uğraması ile gerçekleşir.
Yanıt D dir.
27
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
48. Ι
K
Şekil I
normal normal
Şekil II
L
a
Ι
K
M
a
n, ortamların kırıcılık indisi olsun. Şekil I de nL > nK ve Şekil II de nK > nM dir. Üç ortamın kırıcılık indis-leri arasındaki ilişki nL > nK > nM biçimindedir.
Buna göre I ışık ışını L ortamından M ortamına geçerken aşağıdaki gibi kırılmalıydı.
Ι
L
I.
M
normal
yanlış çizim doğru çizim
a
Ι
L
M
normal
a
a , sınır açısından büyük ise II. çizim doğru olur.
nL > nK > nM olduğundan III ve IV çizimler de doğ-rudur.
II.
normal normal
normal
Ι
L
M
a
Ι
L
III.
IV.
M
a
Ι
L
M
a
Yanıt E dir.