Kırılma

Carissa · 10 Şub 2024

Bir ışık ışını saydam bir ortamda ilerlerken başka saydam bir ortamın sınırına çarparsa bir kısmı yansır, bir kısmı da diğer saydam ortama geçer. İkinci ortama geçen ışık ışını, sınırda yön değiştirir. Bu olaya ışığın kırılması denir. Ara kesitin normali, gelen ışın, yansıyan ışın ve kırılan ışın aynı düzlemdedir. Gelen ışın ile ara kesitin normali arasında kalan açıya gelme açısı (i), kırılan ışın ile ara kesitin normali arasında kalan açıya kırılma açısı (r) denir.

Işığın kırılmasını, su dalgalarındaki kırılma olayı ile anlayabiliriz. Derin ortamda ilerleyen doğrusal su dalgalarının sığ ortama geçişi aşağıdaki şekilde görülmektedir. Derin ortamda ilerleyen doğrusal su dalgaları sığ ortama geçerken yavaşlayıp yayılma doğrultusunu değiştirir.

Işığın ortam değiştirdiğinde kırılmasının sebebi de ortamın optikçe yoğunluğuna bağlı olarak hızının değişmesidir. Burada dalga cephelerine dik doğrular, ışık ışınları gibi düşünülebilir. Bu benzerlik ışıktaki kırılma olayının dalga teorisi ile açıklanabildiğini gösterir.

Kırılma Yasaları

« Gelen ışın, kırılan ışın ve ara kesit yüzeyinin normali aynı düzlemdedir.

« Gelmeaçılarının tüm değerleri için, sin i ve sin r değerleri arasında sabit kabul edilebilir bir oran vardır.

Snell Kırılma Yasası denilen bu ifade

şeklinde gösterilir. Bu sabit sayıya ışığın girdiği ortamın geldiği ortama göre bağıl kırıcılık indisi denir. Işığın bir madde içindeki hızı boşluktaki hızından daha küçüktür. Işığın boşluktaki hızının, saydam bir madde içindeki ortalama hızına oranına o saydam maddenin mutlak kırıcılık indisi denir ve n ile gösterilir.

Bu tanımdan saydam bir ortamın kırıcılık indisinin, boyutsuz olup v her zaman c’den küçük olduğu için 1’den büyük bir sayı olduğunu söyleyebiliriz. Yine bu tanıma göre boşluk için n=1 dir.

Birbiri ile karşılaştırıldığında kırıcılık indisi, küçük olan ortamlar optikçe az yoğun ortam, büyük olan ortamlar ise çok yoğun ortam olarak adlandırılır.

Mutlak kırıcılık indisi n, olan ortamdan n, olan ortama geçen ışık için ortamların bağıl kırıcılık indisi, olur.

Buradan Snell Kırılma Yasası,

şeklinde ifade edilir. Bu ifadeden de görüleceği gibi, n,>n, ise r<i olur. Yani ışık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken ara kesitin normaline yaklaşarak kırılır. n,>n, ise r>i olur. Yani, ışık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken ara kesitin normalinden uzaklaşarak kırılır. Işık ışınları, saydam cisme dik geldiğinde yani gelme açısı 0o olduğunda kırılmadan diğer ortama geçer yani kırılma açısı da Oo olur.