01 · Kırılma Nedir?
Işığın ortam değiştirirken hız ve yön değiştirmesi
Işığın bir saydam ortamdan farklı optik özellikteki başka bir saydam ortama geçerken hızının değişmesine kırılma denir.
Işık yüzeye normal doğrultuda gelmiyorsa hız değişimine çoğu durumda yön değişimi de eşlik eder.
02 · Kırılma İndisi
Ortam içindeki ışık hızını tanımlayan oran
n = c / v
n kırılma indisi, c ışığın boşluktaki hızı ve v ışığın ortam içindeki hızıdır.
Büyük kırılma indisi
Işığın ortam içinde daha düşük hızla ilerlediğini gösterir.
Küçük kırılma indisi
Işığın ortam içinde boşluktaki hızına daha yakın bir hızla ilerlediğini gösterir.
Birimsiz değer
Kırılma indisi iki hızın oranı olduğu için birimi yoktur.
03 · Snell Yasası
Gelme ve kırılma açıları arasındaki ilişki
n1 × sin(theta1) = n2 × sin(theta2)
n1 ve n2 ortamların kırılma indisleri, theta1 gelme açısı ve theta2 kırılma açısıdır.
Gelme ve kırılma açıları ara yüzeye göre değil, yüzey normaline göre ölçülür.
04 · Normale Yaklaşma
Daha yüksek indisli ortama geçiş
Işık düşük kırılma indisli bir ortamdan daha yüksek kırılma indisli bir ortama eğik olarak geçtiğinde normale yaklaşır.
Bu geçişte ışığın hızı ve dalga boyu azalırken frekansı değişmez.
05 · Normalden Uzaklaşma
Daha düşük indisli ortama geçiş
Işık yüksek kırılma indisli bir ortamdan daha düşük kırılma indisli bir ortama eğik olarak geçtiğinde normalden uzaklaşır.
Bu geçişte ışığın hızı ve dalga boyu artar, frekansı sabit kalır.
06 · Normal Doğrultuda Geçiş
Yön değişmeden hız değişimi
Işık iki ortam arasındaki yüzeye normal doğrultuda gelirse kırılma açısı sıfır olur.
Işığın yönü değişmez ancak ortam değiştiği için hızı ve dalga boyu değişebilir.
07 · Görünür Derinlik
Kırılmanın konum algısına etkisi
Su içindeki bir cisim havadan gözlendiğinde gerçek konumundan daha yakında görünebilir.
Bu görünür konum değişimi, cisimden gelen ışınların ortam sınırında kırılmasından kaynaklanır.
08 · Optisyenlik Açısından Önemi
Cam malzemesi ve optik güç
Gözlük camlarının ışığı yönlendirme gücü yüzey eğriliğiyle birlikte cam malzemesinin kırılma indisine bağlıdır.
Yüksek indisli malzemeler aynı optik gücü farklı yüzey eğrilikleri ve kalınlık dağılımlarıyla sağlayabilir.
Ders Özeti
Bu dersten hatırlanması gerekenler
- •Kırılma ışığın ortam değiştirirken hız değiştirmesidir.
- •Eğik geçişlerde hız değişimine yön değişimi eşlik edebilir.
- •Kırılma indisi n = c / v bağıntısıyla tanımlanır.
- •Snell yasası ortam indisleriyle gelme ve kırılma açılarını ilişkilendirir.
- •Daha yüksek indisli ortama geçen ışık normale yaklaşır.
- •Daha düşük indisli ortama geçen ışık normalden uzaklaşır.
- •Ortam değişiminde ışığın frekansı sabit kalır.
- •Cam malzemesinin kırılma indisi gözlük camının tasarımını etkiler.