Sihirli Kalem: Işığın Kırılması

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.