10. Sınıf Fizik Işığın Kırılması ve Mercekler

Saydam bir K ortamından L ortamına geçen ışığın hızı artmaktadır. Buna göre; I. L ortamının kırıcılık indisi K'den küçüktür. II. Işık normale yaklaşarak kırılmıştır. III. K ortamından L ortamına geçişte sınır açısı oluşabilir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Hız artıyorsa kırıcılık indisi azalmıştır (n_L < n_K). Çok yoğundan az yoğuna geçerken ışık normalden uzaklaşır ve sınır açısı oluşabilir.

Fiber optik kablolar, veriyi ışık hızına yakın bir süratle ve çok az kayıpla iletmek için kullanılır. Bu teknolojinin çalışmasını sağlayan temel fiziksel olay aşağıdakilerden hangisidir?

Çözüm: Fiber optik kabloların iç yapısında ışık, sınır açısından daha büyük bir açıyla cam yüzeye çarpar ve dışarı çıkamadan sürekli tam yansıma yaparak ilerler.

Bir yaz tatilinde havuz kenarında oturan Emre, havuzun dibindeki bir madeni paranın olduğundan daha yakın ve yüzeye daha bitişik göründüğünü fark eder. Bu durumun temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?

Çözüm: Cisimden çıkan ışınlar sudan (çok yoğun) havaya (az yoğun) geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Göz, bu ışınların uzantılarının kesiştiği noktayı gördüğü için cismi olduğundan daha yukarıda algılar.

İnce kenarlı bir merceğin odağına konulan noktasal bir ışık kaynağından çıkan ışınlar, mercekten kırıldıktan sonra nasıl bir yol izler?

Çözüm: Tersinirlik ilkesi gereği; paralel gelen odaktan geçiyorsa, odaktan gelen de paralel gider.

Gökkuşağı oluşumu sırasında güneş ışınları yağmur damlalarına girerken ve çıkarken hangi fiziksel olaylar gerçekleşir?

Çözüm: Işık damlaya girerken kırılır ve renklerine ayrılır, damlanın iç yüzeyinden tam yansıma yapar ve çıkarken tekrar kırılır.

Kalın kenarlı bir merceğe, asal eksene paralel gelen bir ışık ışını mercekten nasıl kırılır?

Çözüm: Kalın kenarlı mercekler (ıraksak) ışığı dağıtır. Paralel gelen ışınların uzantısı odaktan geçer.

Bir merceğin odak uzaklığı aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir?

Çözüm: Odak uzaklığı merceğin fiziksel özelliklerine, ortamın cinsine ve ışığın rengine bağlıdır; ancak cismin boyu odak uzaklığını değiştirmez.

Bir fotoğraf makinesinin lens sistemi, dışarıdaki görüntüyü sensör üzerine düşürmek için kullanılır. Bu sistemde temel olarak hangi mercek türü kullanılır ve görüntü özellikleri nasıldır?

Çözüm: Fotoğraf makinelerinde ince kenarlı mercek kullanılır. Gerçek görüntüler her zaman terstir ve bir ekran (sensör) üzerine düşürülebilir.

Hava ortamında bulunan camdan yapılmış bir merceğin odak uzaklığını artırmak için aşağıdakilerden hangisi yapılmalıdır?

Çözüm: Ortamın kırıcılık indisi artarsa (hava yerine su), mercek ile ortam arasındaki indis farkı azalır. Bu da ışığın daha az kırılmasına ve odağın uzaklaşmasına neden olur.

Prizmaya gönderilen beyaz ışığın renklerine ayrılması olayında en az kırılan ve en çok kırılan renkler sırasıyla hangisidir?

Çözüm: Beyaz ışık prizmada kırıldığında enerjisi en düşük olan kırmızı en az, enerjisi en yüksek olan mor en çok kırılır.

Bir ışık ışını kırıcılık indisleri farklı X, Y ve Z ortamlarından geçerken izlediği yol incelendiğinde; X'ten Y'ye geçerken normale yaklaştığı, Y'den Z'ye geçerken normalden uzaklaştığı görülüyor. Ortamların indisleri nX, nY ve nZ arasındaki ilişki için hangisi kesinlikle doğrudur?

Çözüm: Normale yaklaşma varsa geçilen ortam daha yoğundur (nY > nX). Normalden uzaklaşma varsa geçilen ortam daha az yoğundur (nY > nZ).

Sıcak yaz günlerinde asfalt yolda ilerlerken ileride su birikintisi varmış gibi görünmesi (serap olayı), ışığın hangi özelliği ile açıklanabilir?

Çözüm: Asfalta yakın hava çok ısınır ve yoğunluğu azalır. Yukarıdaki soğuk havadan gelen ışınlar, farklı yoğunluktaki bu katmanlar arasında kırılıp tam yansımaya uğrayarak gözümüze gelir.

Işığın boşluktaki hızının, herhangi bir saydam ortamdaki hızına oranına ne denir?

Çözüm: n = c / v formülüyle tanımlanan bu oran, o ortamın mutlak kırıcılık indisidir.

Işığın kırıcılık indisi n1 olan ortamdan n2 olan ortama geçerken izlediği yol verilmiştir. Işığın n2 ortamına geçemeyip yüzeyi yaladığı (90 derece kırıldığı) açıya ne ad verilir?

Çözüm: Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken, kırılma açısının 90 derece olduğu andaki gelme açısına sınır açısı denir.

Yakını görme sorunu (hipermetrop) yaşayan bir birey, okuduğu kitabı netleştirmek için gözlük kullanmaktadır. Bu gözlükte kullanılan mercek türü ve gözdeki odaklanma sorunu hakkında hangisi doğrudur?

Çözüm: Hipermetroplukta görüntü retinanın arkasında oluşur. İnce kenarlı (yakınsak) mercek ışığı toplayarak görüntüyü öne, yani tam retina üzerine düşürür.

Bir gözlemci, suyun içinden havaya (dışarıya) doğru baktığında dışarıdaki kuşları olduklarından nerede görür?

Çözüm: Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama (havadan suya) gelen ışınlar normale yaklaşarak kırılır. Sudaki gözlemci bu ışınların uzantısını daha yukarıda/uzakta algılar.

Kalın kenarlı bir merceğin önüne konulan bir cismin görüntüsü her zaman nasıldır?

Çözüm: Kalın kenarlı mercekte cisim nerede olursa olsun görüntü her zaman odak ile mercek arasında, sanal, düz ve cisimden küçüktür.

Bir büyüteç yardımıyla güneş ışığını bir kağıt üzerine odaklayarak kağıdı yakmaya çalışan bir öğrenci, merceği kağıttan hangi uzaklığa yerleştirmelidir?

Çözüm: Güneş ışınları sonsuzdan geliyormuş gibi paralel kabul edilir. Paralel gelen ışınlar ince kenarlı mercekte odakta toplanır; bu yüzden kağıt odak noktasına konulmalıdır.

Bir merceğin kırıcılık indisi n_m, içinde bulunduğu ortamın kırıcılık indisi n_o'dur. Eğer n_o > n_m olursa mercek nasıl davranır?

Çözüm: Mercek, kendisinden daha yoğun bir ortama konulursa optik karakteri tersine döner.

İnce kenarlı bir mercekte bir cismin görüntüsü kendisiyle aynı boyda ve ters oluşuyorsa, cisim merceğin neresindedir?

Çözüm: Merkezdeki cismin görüntüsü diğer taraftaki merkezde, gerçek, ters ve eşit boyda oluşur.

Işığın kırılma indisi 1,5 olan camdan, kırılma indisi 1 olan havaya geçerken sınır açısı yaklaşık 42 derecedir. Buna göre, camdan havaya 50 derecelik açıyla gelen bir ışın nasıl bir yol izler?

Çözüm: Gelme açısı (50), sınır açısından (42) büyük olduğu için ışık diğer ortama geçemez ve tam yansıma yapar.

Hava ortamından su dolu bir kaba dik olmayan bir açıyla gönderilen tek renkli bir ışık ışını için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Işığın frekansı sadece kaynağa bağlıdır, ortam değiştirdiğinde değişmez.

Paralel yüzlü bir cam levhaya belirli bir açıyla gelen ışık ışını, levhadan çıkarken nasıl bir değişim yaşar?

Çözüm: Paralel yüzlü ortamlarda ışık girerken ne kadar yaklaşırsa çıkarken o kadar uzaklaşır, sonuçta ilk doğrultusuna paralel kalır ama bir miktar kayar.

Aşağıdaki araçların hangisinde mercek bulunmaz?

Çözüm: Basit bir periskopta iki adet düzlem ayna bulunur, mercek bulunması zorunlu değildir.

Miyop bir gözün uzağı net görememesinin sebebi görüntünün retinanın önünde oluşmasıdır. Bu kusuru düzeltmek için hangi mercek kullanılır ve amacı nedir?

Çözüm: Kalın kenarlı (ıraksak) mercek ışığı dağıtır, böylece retinanın önünde oluşan görüntü arkaya, tam retina üzerine düşürülür.