7. Sınıf Fen Bilimleri - Işığın Kırılması Nedir şarkısı (1)

Merhaba! 7. sınıf Fen Bilimleri’nde ışığın kırılması konusunu basit bir şarkı akışında işleyeceğiz. Işık düz bir çizgide gider; ama bir ortamdan başka bir ortama geçerken yönü değişebilir. Bu olay “kırılma” adını alır. Örneğin bardaktaki suyun içindeki pipet, su- hava sınırında bükülmüş gibi görünür; yüzeyden kameraya göz atınca dalga gibi titreştiğini hissettiğiniz farklı kırılmalar da vardır. Kırılmanın altında yatan fikir basit: ışık farklı yoğunluklarda farklı hızlarla ilerler. Boşlukta hız en büyüktür; cama veya suya girince azalır. Hız azalınca ışık, “normal” denilen çizgiye doğru eğilir. Hız artınca da normalin dışına doğru eğilir. Kırılmanın yönü; her ortamın “kırılma indisi”ne (n) bağlıdır. Kırılma indisi, ışığın boşluktaki hızının (c) o ortamdaki hızına (v) oranıdır: n = c / v. Havanın kırılma indisi n≈1, suyun n≈1,33, camın n≈1,50 civarındadır. Sayı büyüdükçe ortam “daha kırıcı”dır; yani ışığı daha fazla büker. Işık kırılırken, gelen ışın, kırılan ışın ve sınır noktadaki normal aynı düzlemdedir. Geliş açısı (i) ile kırılma açısı (r) arasındaki ilişki Snell Yasası ile verilir: n1 sin i = n2 sin r. Açılar, daima normal çizgiye göre ölçülür. Bu formülle kırılma açısını veya bir ortamın kırılma indisini bulabilirsiniz. Örnek: Havadan (n1≈1) suya (n2≈1,33) 30° geliş açısıyla gelen ışık için sin r = (n1/n2) sin i ≈ 0,752 · 0,5 = 0,376; r ≈ 22°’dir. Işık az yoğun ortamdan çok yoğuna geçtiği için normalin içine eğilmiş, açı küçülmüştür. Şimdi ters yönü düşünelim: Camdan havaya gelen ışık. Eğer geliş açısı “kritik açı”dan büyükse, ışık kırılmaz, tamamen geri yansır. Bu olay “tam yansıma”dır. Su için kritik açı yaklaşık 49°, cam için 42°’dir. Prizmalar, fiberoptik kablolar, su altı kameralar ve denizdeki dalga yüzeylerinde gördüğünüz parıltılar tam yansımanın pratik örnekleridir. Sıcak hava, soğuk havadan daha düşük yoğunlukta olduğu için kırılma indisi değişir; çöl “serap”larında uzaktaki su görüntüsü bu farklılığın etkisiyle oluşur. Görüntüyle ilgili basit bir hikâye daha var: suyun içindeki nesneler, havada olduğundan daha yakın görünür; çünkü kırılan ışık normalin içine eğilir ve gözün yön bulma sistemi bu ışığı daha düz bir yolda geliyormuş gibi yorumlar. Işığın kırılması yalnız eğlenceli bir konu değil; gözlük camları, lensler, mikroskoplar ve teleskoplar da bu ilkeyle çalışır. Bu ders videosunda formülleri ve örnekleri şarkı akışıyla birleştirdik. Ancak unutmayın: her kırılma bir öykü anlatır; anlatıyı doğru okursanız optikle aranız çok iyi olur!