7. Sınıf Fen Bilimleri · Ünite 4
Sihirli Kalem: Işığın Kırılması
Su dolu bir bardağa kalem koyduğunuzda neden kırık göründüğünü hiç merak ettiniz mi? Bu derste ışığın farklı ortamlardaki yolculuğunu ve kırılma kanunlarını keşfedeceğiz.
Kazanım FB.7.4.1 · 25 dk okuma
Sihirli Kalem Deneyi
Yarım bardak suyun içine bir kalem daldırıp yandan baktığınızda, kalemin suyun girdiği yerde kırılmış veya bükülmüş gibi durduğunu görürsünüz. Peki kalem gerçekten kırıldı mı? Elbette hayır! Bize bu muhteşem optik illüzyonu yaşatan olaya 'ışığın kırılması' adını veriyoruz.
Işık Neden Kırılır?
Işık, hava gibi saydam bir ortamda düz bir çizgi boyunca dümdüz ilerler. Ancak hava ortamından su ortamına geçtiğinde, yani yoğunlukları farklı saydam bir ortama girdiğinde hızı değişir. Tıpkı boş ve pürüzsüz bir yolda koşarken aniden diz boyu suyun içine girip yavaşlamanız ve dengenizi kaybederek yön değiştirmeniz gibi, ışık da farklı yoğunluktaki bir ortama girince hız değiştirir. Bu hız değişimi, ışığın yönünün değişmesine, yani kırılmasına sebep olur.
Kırılmayı Anlamak İçin: Normal Çizgisi
Işığın ne tarafa doğru kırıldığını tarif edebilmek için, iki ortamı birbirinden ayıran yüzeye dik (90 derece) açıyla hayali bir çizgi çizeriz. Bu hayali çizgiye 'Yüzeyin Normali' veya kısaca 'Normal' denir.
Az Yoğundan Çok Yoğuna Geçiş (Havadan Suya)
Hava az yoğun, su ise havaya göre çok yoğun bir saydam ortamdır. Işık ışınları az yoğun ortamdan çok yoğun ortama (havadan suya) geçerken yavaşlar ve Normal çizgisine yaklaşarak kırılır.
Çok Yoğundan Az Yoğuna Geçiş (Sudan Havaya)
Eğer ışık çok yoğun bir ortamdan az yoğun bir ortama (sudan havaya) geçerse, sudaki zorlu yolculuğunu bitirip havaya çıktığı için hızı artar. Bu kez Normal çizgisinden uzaklaşacak şekilde kırılır.
Kırılma Kanunları Nelerdir?
İster havadan suya, ister sudan havaya geçsin, ışığın nasıl davranacağını özetleyen temel kurallara 'Kırılma Kanunları' diyoruz:
- Gelen ışın, kırılan ışın ve yüzeyin normali aynı düzlem üzerinde bulunur.
- Bir saydam ortamdan diğerine dik olarak (Normal çizgisi üzerinden, 90 derecelik açıyla) gelen ışınlar kırılmaya uğramaz, yani yön değiştirmez. Ancak ortam değiştiği için hızları kesinlikle değişir.
Sihirli Kalem: Işığın Kırılması: Alıştırma Soruları
1. Su dolu bir bardağa koyduğumuz kalemin dışarıdan bakıldığında kırıkmış gibi görünmesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Işığın yansıması
- B) Işığın kırılması
- C) Işığın soğurulması
- D) Işığın dağılması
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Işığın kırılması
Farklı yoğunluktaki saydam ortamlarda (havadan suya) ışığın hız değiştirip yön değiştirmesine kırılma denir. Kalemin kırık görünmesinin sebebi ışığın kırılmasıdır.
2. Havadan (az yoğun ortam) suya (çok yoğun ortam) doğru gönderilen bir ışık ışını için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A) Hızlanır ve normale yaklaşır.
- B) Hızlanır ve normalden uzaklaşır.
- C) Yavaşlar ve normalden uzaklaşır.
- D) Yavaşlar ve normale yaklaşır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Yavaşlar ve normale yaklaşır.
Az yoğundan çok yoğuna geçen ışık daha yoğun bir ortama girdiği için yavaşlar ve normal çizgisine yaklaşarak kırılır.
3. Havadan suya (az yoğundan çok yoğuna) yüzeye tam dik olacak şekilde (normal çizgisi üzerinden) gönderilen bir ışık ışınının davranışı nasıl olur?
- A) Yönü değişmez, hızı azalır.
- B) Yönü değişmez, hızı artar.
- C) Kırılarak normale yaklaşır, hızı azalır.
- D) Yüzeyden geldiği ortama geri yansır.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Yönü değişmez, hızı azalır.
Yüzeye dik gelen ışınlar kırılmaya uğramaz (yön değiştirmez). Ancak çok yoğun ortama girdiği için yayılma hızı azalır.
4. Işık ışınları sudan (çok yoğun ortam) havaya (az yoğun ortam) geçerken nasıl bir yol izler?
- A) Normale yaklaşarak kırılır, hızı azalır.
- B) Normal üzerinden kırılmadan geçer.
- C) Normalden uzaklaşarak kırılır, hızı artar.
- D) Hızı değişmez ancak yön değiştirir.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Normalden uzaklaşarak kırılır, hızı artar.
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama (sudan havaya) geçen ışık ışınlarının hızı artar ve rahatlayarak normal çizgisinden uzaklaşacak şekilde kırılır.
5. Bir ışık ışını K saydam ortamından L saydam ortamına geçerken normalden uzaklaşacak şekilde kırılmaktadır. Buna göre K ve L ortamları için ne söylenebilir?
- A) K ortamı L ortamından daha az yoğundur.
- B) K ortamı L ortamından daha çok yoğundur.
- C) Işığın K ortamındaki hızı L ortamındakinden fazladır.
- D) K ve L ortamlarının yoğunlukları birbirine eşittir.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) K ortamı L ortamından daha çok yoğundur.
Işığın normalden uzaklaşarak kırılması için çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçmesi gerekir. Bu durumda K ortamı (geldiği yer) L ortamından daha yoğundur.