Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
9 bölüm · ~18 dk · 18 etkileşim
Optik, ışığın nasıl yayıldığını, yüzeylerden nasıl yansıdığını ve bir ortamdan diğerine geçerken nasıl kırıldığını inceler. 10. sınıf fizik müfredatında yer alır ve TYT Fen Bilimleri testindeki 7 fizik sorusundan genellikle 1 tanesi bu konudan gelir.
TYT soruları çoğunlukla yansıma kanunu, düz aynada görüntü, çukur ve tümsek aynaların görüntü özellikleri, kırılmanın yönü ve merceklerin kullanım alanları üzerinedir. Ayrıntılı ayna ve mercek formülleri gerekmez; kuralları ve özel ışınları iyi bilmek yeterlidir.
1Işık nasıl yayılır?
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Gölgen neden hep keskin değildir, kırmızı elma neden bazen siyah görünür? Kartın önündeki soruyu kendin cevapla, sonra çevir.
Beyaz ışık altında kırmızı görünen bir elma, karanlık bir odada yalnızca yeşil ışıkla aydınlatılıyor.
Buna göre elma hangi renkte görünür?
2Yansıma kanunu
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Gelen ışın, yansıyan ışın ve yüzeyin normali aynı düzlemdedir. Düzgün yüzeyde düzgün yansıma (ayna), pürüzlü yüzeyde dağınık yansıma (duvar, kâğıt) olur; ikisinde de yansıma kanunu her ışın için geçerlidir.
Bir ışın düz ayna yüzeyiyle 30° açı yapacak şekilde aynaya geliyor. Yansıma açısı ve gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki açı kaç derecedir?
3Düz ayna
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Düz aynada görüntü sanal (ayna arkasında, perdede toplanamaz), düz (baş aşağı değil), cisimle aynı boyda ve aynaya cisimle eşit uzaklıktadır. Sağ-sol yer değiştirmiş görünür.
Boy aynasından 1,5 m uzakta duran bir öğrenci görüntüsünü izliyor, sonra aynaya doğru 0,5 m yürüyor. Başta ve sonda öğrenci ile görüntüsü arasındaki uzaklık kaç metredir?
Gelen ışın sabitken düz ayna 15° döndürülürse yansıyan ışın kaç derece döner? Aralarında 60° açı bulunan iki düz aynanın arasına konan bir mum için kaç görüntü oluşur?
4Küresel aynalar: çukur ve tümsek
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Odak noktası F, merkez M ile gösterilir ve merkez, odak uzaklığının iki katı uzaklıktadır (r = 2f).
Çukur ayna (toplayıcı): Asal eksene paralel gelen ışın yansıyınca odaktan geçer; odaktan gelen ışın asal eksene paralel yansır; merkezden gelen ışın kendi üzerinden geri döner. Görüntü, cismin konumuna bağlıdır:
| Cismin yeri | Görüntü | Görüntünün yeri / kullanım |
|---|---|---|
| M'nin dışında | Gerçek, ters, küçük | F ile M arasında |
| M'de | Gerçek, ters, eşit boyda | M'de |
| F ile M arasında | Gerçek, ters, büyük | M'nin dışında |
| F'de | Oluşmaz (ışınlar paralel yansır) | Farlar ve el fenerleri bu ilkeyle çalışır |
| F ile ayna arasında | Sanal, düz, büyük | Ayna arkasında; makyaj ve diş hekimi aynası |
Tümsek ayna (dağıtıcı): Görüntü her zaman sanal, düz ve cisimden küçüktür; ayna arkasında, odak ile ayna arasında oluşur. Geniş bir alanı gösterdiği için araçların yan aynalarında, dikiz aynalarında ve mağaza güvenlik aynalarında kullanılır.
Odak uzaklığı 10 cm olan bir çukur aynanın önüne, aynadan 30 cm uzaklığa bir mum konuyor. Görüntünün özellikleri nelerdir? Mum aynaya 6 cm uzaklığa getirilirse ne olur?
5Kırılma
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 4 bölüm kaldı.
Işık bir ortamdan diğerine geçerken hızı değişir; eğik gelirse doğrultusu da değişir. Buna kırılma denir. Yüzeye dik gelen ışın doğrultusunu değiştirmeden geçer. Işık kırılırken frekansı ve rengi değişmez.
Işığın bir ortamdaki hızı ne kadar küçükse o ortamın kırıcılık indisi o kadar büyüktür. Işık kırıcılık indisi küçük ortamdan büyük ortama geçerken normale yaklaşır; büyük ortamdan küçük ortama geçerken normalden uzaklaşır.
- Tam yansıma: Işık indisi büyük ortamdan küçük ortama geçerken gelme açısı sınır açısını aşarsa ışık ikinci ortama geçemez ve tamamen yansır. Fiber optik kablolar ve serap olayı bununla açıklanır.
- Görünür derinlik: Havadan bakıldığında su içindeki cisimler olduklarından daha yakın görünür; havuz olduğundan sığ görünür.
Suyun kırıcılık indisi 43'tür. Işığın sudaki hızı kaç m/s'dir? (c = 3 · 10⁸ m/s)
Bir ışık ışını havadan suya eğik olarak geçiyor.
Bu ışınla ilgili,
- I.Suda hızı azalır.
- II.Normale yaklaşarak kırılır.
- III.Frekansı artar.
yargılarından hangileri doğrudur? (Suyun kırıcılık indisi havanınkinden büyüktür.)
6Mercekler ve günlük hayattaki optik
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
- İnce kenarlı (yakınsak) mercek: Paralel ışınları odakta toplar. Cisim odak ile mercek arasındaysa görüntü sanal, düz ve büyüktür (büyüteç). Cisim odağın dışındaysa gerçek ve ters görüntü oluşur (projeksiyon, fotoğraf makinesi). Hipermetrop göz bu mercekle düzeltilir.
- Kalın kenarlı (ıraksak) mercek: Paralel ışınları dağıtır. Görüntü her zaman sanal, düz ve küçüktür. Miyop göz bu mercekle düzeltilir.
Bu konunun bütün araçları günlük hayatta karşına çıkar. Her uygulamayı dayandığı ilkeyle eşleştir:
Soldan birini, sonra sağdan eşini seç.
7Sık yapılan hatalar
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Aşağıdaki yargılar öğrencilerin en sık düştüğü yanılgılardan derlendi. Doğru mu, yanlış mı?
Yüzeyle 30° yapan ışının gelme açısı 30°'dir.
Düz aynada cisim ile görüntü arası, cisim ile ayna arasının iki katıdır.
Tümsek aynada uygun konumda gerçek görüntü elde edilir.
Çukur ayna her zaman büyüten bir aynadır.
Işık ortam değiştirirken frekansı değişir.
Yavaşlayan ışık normale yaklaşır, hızlanan ışık normalden uzaklaşır.
Miyop göz ince kenarlı mercekle düzeltilir.
8ÖSYM'de nasıl soruluyor
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
- Yansıma ve düz ayna: Yansıma açısı, cisim-görüntü uzaklığı, ayna döndürülünce yansıyan ışının dönme açısı gibi bir iki adımlık sorular gelir.
- Görüntü özellikleri: Çukur, tümsek ayna ya da mercekte cismin konumuna göre görüntünün gerçek-sanal, düz-ters, büyük-küçük olduğu I, II, III öncülleriyle sorulur.
- Kırılma: Işığın bir ortamdan diğerine geçerken normale yaklaşıp yaklaşmadığı, hızının ve kırıcılık indisinin nasıl değiştiği yorumlatılır.
- Günlük hayat: Dikiz aynası, far, büyüteç, gözlük, fiber optik, serap, gökkuşağı gibi uygulamaların hangi ilkeye dayandığı sorulur.
Ayna ve mercek denklemleriyle görüntü uzaklığı ve büyütme hesabı AYT kapsamındadır.
Aralarındaki açı 90° olan iki düz aynanın arasına bir mum yerleştiriliyor.
Buna göre aynalarda mumun toplam kaç görüntüsü oluşur?
9Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
Işık türdeş ortamda yayılır; gölge ve tutulmalar bunun sonucudur. Gelme açısı = ; açılar ölçülür. Düz ayna: sanal, düz, eşit boy; cisim-görüntü arası . Ayna α dönerse ışın döner. Çukur ayna: cisim F'nin dışında , F ile ayna arasında . Tümsek ayna ve kalın kenarlı mercek: her zaman . n = ; yavaşlayan ışık normale . Kırılmada değişmez. Miyop: mercek. Hipermetrop: mercek.