4. Ünite Optiknihatbilginyayincilik.com/cozumler-2014/10_Sinif_Fizik_Soru_Kitabi... · cek...
27
Lazer Işınının Elde Edilmesi Optik 4. Ünite 10. Sınıf Soru Kitabı 4. Konu Işığın Kırılması Test Çözümleri
Transcript of 4. Ünite Optiknihatbilginyayincilik.com/cozumler-2014/10_Sinif_Fizik_Soru_Kitabi... · cek...
Lazer Işınının Elde Edilmesi
Optik4.
Ünite
10. SınıfSoru Kitabı
4. Konu
Işığın Kırılması
Test Çözümleri
2
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 1 in Çözümleri
1. Ι
hava
cam
N
ayrılma
yüzeyi
4
Bir ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Buna göre, I ışını 4 numaralı yolu izler.
Yanıt D dir.
2. Ι
n1
N
n2 3
7°
53°
Snell bağıntısına göre;
n1 · sin i = n2 · sin r
n1 · sin53° = n2 · sin37°
n1 · 5
4 = ·3
4
5
3
n1 = 1 bulunur.
Yanıt C dir.
3.
Y svs
X svs
Ι
Ortamların kırıcılık indisleri ne olursa olsun, yüzeye dik gelen ışınlar kırılmadan geçer. Buna göre I. yargı yanlış, II ve III. yargılar doğrudur.
Yanıt E dir.
4.
n3
n1
n2
Ι
1. ortam
2. ortam
3. ortam
N
N
Bir ışık ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. I ışını 1. ortam-dan 2. ortama geçerken normale yaklaştığına göre n2 > n1 dir. I ışını 2. ortamdan 3. ortama geçerken yine normale yaklaştığına göre n3 > n2 dir. Buna göre, ortamların kırıcılık indisleri arasındaki ilişki n3 > n2 > n1 olur.
Yanıt D dir.
3
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5. X ortamından Y ortamına geçerken sınır açısı söz konusu olduğundan X ortamının kırıcılık indisi Y or-tamının kırıcılık indisinden büyüktür.
X ortam
Y ortam
I1
I2
Şekil I Şekil II
45°3
Şekil I de görüldüğü gibi I1 ışık ışını için sınır açı-sı 45° dir. Şekil II de I2 ışık ışını için gelme açısı sınır açısından küçüktür. Bu nedenle X ortamından Y ortamına gelen I2 ışını, normalden uzaklaşarak Y ortamına geçer.
Yanıt C dir.
6.
I
IN
NnX
nY
nZ
I ışını X ortamından Y ortamına geçerken normal-den uzaklaştığına göre nX > nY dir.
Işın Y ortamından Z ortamına geçerken de nor-malden uzaklaştığına göre nY > nZ dir.
Yanıt E dir.
7.
X
N N
Y
aa
Gönderilen ışınların gel- N
Z
a
me açıları eşittir. Işın Z or-tamına giremediğine göre Z ortamının kırıcılık indisi en küçüktür. Aynı açıyla gönderilen ışın X ortamı-na girdiğine göre X orta-mının kırıcılık indisi en büyüktür. Buna göre kırıcılık indisleri arasındaki ilişki nX > nY > nZ olur.
Yanıt D dir.
8.
37°
S
n1
n
n2
Snell bağıntısına göre;
sin
sin
r
in
nn ,
1
21 2= =
dir. Buradaki n
n
1
2 ifadesi n2 ortamının n1 or-tamına göre bağıl kırılma indisidir. Ortamlar paralel olduğuna göre kırıcılık indisi n olan ortamı aradan çıkarabiliriz.
37°
S
n1
n2
, .
sin
sinn
n
n
nbulunur
90
37
0 65
3
°
°
1
2
1
2
=
= =
Yanıt B dir.
4
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9.
hava
3i
Z
X Y
hava
hava
2i
iI
I I
Her üç şekilde X, Y, Z ortamlarından hava ortamına aynı renkli ışın gönderiliyor. Temas eden ortamların kırılma indisleri arasındaki fark büyüdükçe sınır açı-sı küçülür. Bu nedenle nZ > nY > nX olur.
Yanıt E dir.
10. A
P
i
1
2
3
45
A
R
i iI I
Şekil I Şekil II
Temas hâlinde olan iki saydam ortamın kırıcılık in-disleri arasındaki fark büyüdükçe sınır açısı küçülür.
Şekildeki P-A ortamları için sınır açısı i olarak verilmiştir. R ortamının kırıcılık indisi P ninkinden büyüktür. Bu nedenle R-A arasındaki sınır açısı i dan küçük olur.
Şekil II de I ışını i açısıyla gönderildiği için içeri-den tam yansıma yapar.
Yanıt E dir.
11. K
45°
45°
1
K ışını sistemde 1 numaralı yolu izler.
Yanıt A dir.
12. M
P
cam
hava
I
normal
O
i
Camdan yapılmış yarım kürenin O merkezi ışın için normal görevi yapar. i açısı sınır açısından küçük ise ışın M yolunu, i açısı sınır açısından büyükse ışın P yolunu izler. I ışını sistemi terk ederken K ve L yollarını izlemez.
Yanıt C dir.
5
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 2’nin Çözümleri
1. hava
P
O
R
n1
n2
Ι
I ışını P noktasına normal doğrultusunda geldi-ği için kırılmadan geçmiştir. P nin geçişi doğrudur. O noktasında normalden uzaklaşarak kırılmıştır. n1 > n2 olduğundan O noktasına gelen ışının geçişi de doğrudur.
Işın R noktasına normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan geçmesi gerekirdi. Böyle olmadığı için R noktasından sonraki geçiş yanlıştır.
Yanıt D dir.
2.
havaK
n2 n3
n1
45°
N
Işın n1 ortamından n2 ortamına gelirken tam yan-sımaya uğramıştır. Işın çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelirse tam yansıma yapar. Yani n1 > n2 dir.
Işın n1 ortamından n3 ortamına geçerken nor-male yaklaşmıştır. Işın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşır. Yani n3 > n1 dir.
Yanıt E dir.
3. 5
S
I
II K
LN
N
I nolu ışınının izlediği yoldan sınır açısının 45° den küçük olduğunu söyleyebiliriz. II numaralı ışın 45° lik açı ile geldiğinden kesinlikle tam yansımaya uğrar. Yani 5 numaralı yolu izler.
Yanıt E dir.
4. hava
X45°
45°45°
Y
n3
n2
n1
X ışını tam yansımaya uğradığına göre, n1 > n2 dir. Y ışını n3 ortamından n2 ortamına geçerken normale yaklaştığına göre, n2 > n3 tür.
Yanıt A dır.
6
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
5. Ι
4
X
O
hava
Y
N
Bir kürenin merkezinden kürenin yüzeylerine çizilen bütün çizgiler yüzeye dik olduğundan normal sayılır. O noktası şekildeki kürenin merkezidir. O dan geçe-cek şekilde gönderilen bütün ışınlar yüzeye diktir.
I ışını normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan X ortamına geçer. nY > nX olduğundan X ortamından Y ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılır. Yani 4 numaralı yolu izler. Y ortamından normal doğrultu-sunda geldiği için kırılmadan hava ortamına çıkar.
Yanıt D dir.
6.
Işınlar şekildeki yolu takip ederek kutudan çıkar.
Yanıt C dir.
7. Z
Y
X
Işın Y den X e gelirken tam yansımaya uğramıştır. Yani nY > nX dir. I. yargı kesinlikle doğrudur.
Bu verilerle X ve Z ortamları kıyaslanamaz. II. yargı yanlıştır.
Işın Y den Z ye gelirken tam yansıma yapmıştır. Yani nY > nZ dir. III. yargı da kesinlikle doğrudur.
Yanıt C dir.
8.
45°
K
V
hava
45° 45°
45°
45°
K ışını cam içinde çarptığı bütün yüzeylere 45° lik açıyla, yani sınır açısından büyük bir açıyla gelmiş-tir. Bu nedenle bütün yüzeylerde tam yansıma yapa-rak V yolunu izler.
Yanıt E dir.
7
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
9. Kırılma açısının 90° olmasını sağlayan geliş açısı-na sınır açısı denir. Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük bir açı ile gelirse tam yansıma yapar. Snell bağıntısını her iki duruma uygulayalım.
n n
n1
La 2aK
n2
n
Maa
n3
n1 · sina = n
n2 · sin2a = n
Bu bağıntılara göre sin2a > sina olduğundan or-tamların kırılma indisleri arasındaki ilişki n1 > n2 bi-çimindedir.
n3 ortamından n ortamına gelen M ışını tam yansı-ma yapmıştır. Bu nedenle M ışını için sınır açısı a açısından küçüktür. O hâlde kırılma indisi en büyük-tür. Her üç ortamın kırılma indisleri arasındaki ilişki n3 > n1 > n2 dir.
Yanıt A dır.
10.
Ι1
45°
Ι3
45°
45°
45°
Ι2
45°
Şekildeki gibi ışınların takip ettiği yol çizilirse I1, I2, I3 ışınlarının kendilerine paralel olarak prizmadan çıktıkları görülür.
Yanıt C dir.
11.
K
53˚
53˚53˚
L
53˚
37˚
M
53˚
37˚
K ışınının gelme açısı 53° olup sınır açısından bü-yüktür. K ışını tam yansıma yapar. L ve M ışınlarının gelme açıları 37° dir. Yani sınır açısından küçüktür. O yüzden normalden uzaklaşarak hava ortamına çı-karlar.
Yanıt D dir.
12.
45°
Ιhava
N
camhava
cam
45°
45°
45°
Işın camdan cama geçerken aynı ortam olduğu için kırılmaya uğramaz. Yani I ışını N yolunu izler.
Yanıt D dir.
8
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 3’ün Çözümleri
1.
FA
B
tümsek ayna
cam
f
A
F B
tümsek ayna
cam
f
A
Tümsek aynadan f2
uzaklığında oluşabilmesi için
cismin aynanın f kadar önündeki Aʹ noktasında ol-ması gerekir. Cam 3 birim uzaklığı 2 birim gösterdi-
ğine göre, camın kırılma indisi 2
3 olmalıdır.
Yanıt C dir.
2. P
ZY
XS
n1
n2
S sınır açısından küçük açıyla gelen ışınlar n2 orta-mına geçer.
P ve Y ışınlarının gelme açısı sınır açısından küçük-tür. O yüzden bu ışınlar n2 ortamına geçer.
X ışınının gelme açısı sınır açısınan büyük olduğu için tam yansıma yapar.
Yanıt E dir.
3.
Y
X
N
Y
Z
SS
53° 37°
N
Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelen ışık için kırılma açısının 90° lik değerine karşılık gelme açısının aldığı değere sınır açısı denir. Işık, sınır açısından büyük bir açıyla gelirse yansıma kanun-larına uygun olarak geldiği ortama geri döner. Bu olaya tam yansıma denir. Soruda her iki ışın da tam yansıma yapmıştır. Fakat sınır açıları belli değildir. X ve Z ortamlarının kırıcılık indisleri karşılaştırılama-yacağı için I ve II. yargılar yanlıştır.
Tam yansıma, çok yoğun ortamdan az yoğun or-tama geçişte oluştuğundan kesinlikle nY > nX ve nY > nZ dir. Bu nedenle III. yargı doğrudur.
Yanıt C dir.
4.
f
F
S1
f
F
S2
45°
f
S3
45°
F
S1, S2, S3 ışınları tam yansımalı prizmadan çukur aynanın asal eksenine paralel olacak şekilde geçer. Bu ışınlardan S2 ışını kendi üzerinden geri döner. Diğer iki ışın kendi üzerinden geri dönmez.
Yanıt B dir.
9
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5.
hava
M
S cam
IV
su
M noktası camdan yapılmış yarım kürenin merkezi-dir. Merkezden gelen bir ışın normal doğrultusunda geldiği için kırılmadan geçer.
S ışını havadan cama girerken normale yaklaşarak kırılır. Yani I ve II yolunu izlemez. Normale yaklaşa-rak kırılan bu ışın camdan suya kırılmadan geçer.
Yanıt D dir.
6.
hava
S
45°
sıvı
cam
45°
Snell bağıntısına göre;
ncam · sinθcam = nsıvı · sinθsıvı
ncam · sin45° = nsıvı · sin90°
·2
·1
2
n n
n
n
2
2
ı ı
ı ı
cam s v
cam
s v
=
.bulunur=
Yanıt A dır.
7.
asal
eksen
Ι
V
suF
çukurayna
düzlemayna
Havadan F noktasına gelen I ışını normale yaklaşa-rak kırılır. Işık çukur aynaya odak noktasından gel-diği için asal eksenine paralel olarak yansır. Bu ışın düzlem aynaya dik düştüğü için kendi üzerinden geri döner.
Yanıt E dir.
8.
K LM
Ι
60°
60°60°
Işın L ortamından K ortamına geçerken kırılmaya uğramamış. Bunun anlamı, K ve L ortamlarının kırı-cılık indislerinin eşit olmasıdır.
Yanıt B dir.
10
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9. PΙ
L
K
MN
Işın P ortamından L ye, L den M ye dik düştüğü için kırılmaya uğramaz. P, L, M ortamlarının kırılma in-dislerinin artırılması ışığın izlediği yolu etkilemez.
Yanıt C dir.
10.
n1
Şekil I
i i ii
Şekil II
Ι
n2
n1
n3
Ι
n1 ortamından n2 ortamına gelen ışın n2 > n1 oldu-ğundan tam yansımaya uğramıştır.
Şekil II de n2 yerine n3 ortamı konulmuş. n2 > n3 olduğundan sanki Şekil I de ikinci ortamın kırılma indisi azaltılmış gibi düşünülebilir. I ışını yine tam yansımaya uğrar.
Yanıt A dır.
11. cam hava
K
F
cam
L
hava
F
Şekil I Şekil II
Cam yüzeyine dik gelen K ışını aynanın üzerine kadar kırılmadan gider. K ışını çukur aynanın asal eksenine paralel geldiği için odaktan geçecek şekil-de aynadan yansır. Bu ışın sınır açısıyla geldiği için Şekil I deki yolu izler.
L ışını odak noktasına varıncaya kadar K ışını ile aynı yolu izler. L ışını odak noktasına sınır açısından daha küçük bir açıyla geldiği için normalden uzakla-şarak havaya çıkar.
Yanıt B dir.
12.
düzlem ayna
su
25°
S
75°
50° 50°
Su-hava için sınır açısı 48° dir. Şekilde görüldüğü gibi ışın havadan suya gelirken gelme açısı 50° olup sınır açısından büyüktür. Bu nedenle ışın içerden tam yansımaya uğrar.
Yanıt E dir.
11
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 4’ün Çözümleri
1.
45°
V
IV
III
II I
n1
n2
M
S
n1 ve n2 ortamlarının kırıcılık indisleri farklı olduğun-dan n1 ortamından n2 ortamına gelen S ışını mutla-ka kırılmaya uğrar. Yani IV numaralı yolu izleyemez.
Yanıt B dir.
2.
n3
n1
n2
Ι
α
θ
β
Paralel yüzlü levhalarda aradaki ortamlardan biri çı-karılırsa ışının son ortamda izlediği yol değişmez.
n2 ortamının olup olmaması α açısını etkilemez.
α açısı; gelme açısı (θ), n1 ve n3 ün değişmesinden etkilenir.
Yanıt D dir.
3.
cam
havaO
L
G
cam
cam
hava
K
G
cam
O
K
L
Şekil I Şekil II
O noktası yarım kürenin merkezidir. Merkezden küre yüzeyine gelen ışınlar kırılmadan göze geldiği için O noktasındaki cisim kendi yerinde görünür.
K ve L cisimlerinden ışınlar çizildiğinde şekillerde görüldüğü gibi K cismi uzaklaşmış L de yaklaşmış olarak görülür.
Yanıt D dir.
4. n1 Ι
α
θn2
n3
Işın n1 ortamından n2 ortamına dik geldiği için α açı-sı n1 ortamının kırılma indisine bağlı değildir. α açısı n2 ve n3 ortamlarının kırıcılık indisine bağlıdır.
Yanıt C dir.
12
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
5.
K L
M
60°
40°
60°
Ι
30°
Işın K ortamından L ortamına girerken normalden uzaklaşmıştır. Işık yolu tersinir olduğu için bu ışın M den L ye giderken normalden daha fazla uzaklaşmış diyebiliriz. Yani M nin kırılma indisi en büyüktür.
Yanıt A dır.
6.
37°
Şekil I
X
hava
53°
53°
Şekil II
X
2
37°
Şekil I den sınır açısının 53° olduğu anlaşılır. Şekil II de gelme açısı 37° dir. Bu açı sınır açısından küçük olduğu için ışın 2 numaralı yolu izleyerek hava orta-mına çıkar.
Yanıt B dir.
7.
K
L
L
K
Yanıt B dir.
8. Y
N
N
X Z
a
a
I
Işın X ortamından Y ortamın geçerken normalden uzaklaşmıştır. Aynı ışın Y ortamından Z ortamına geçerken yine normalden uzaklaşmıştır. Buna göre, nX > nY > nZ dir.
Bir ortamdaki ışık hızı ile o ortamın kırıcılık indisi ters orantılı olduğundan vZ > vY > vX olur.
Yanıt B dir.
13
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
9.
L
K M
a
a
I
I ışını K ortamından L ortamına geçerken norma-le yaklaşmıştır. Aynı ışın L ortamından M ortamına geçerken de normale yaklaşmıştır. Işın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yak-laştığına göre nM > nL > nK dır.
Yanıt A dır.
10.
su
cam
hava
Şekil I
cam
hava
Şekil II
1
2
34
5
I
I
Suyu boşaltınca ikinci ortamın kırılma indisi küçül-müş olur.
Işın Şekil I de camdan havaya geçerken sınır açısıy-la gelmiştir. Şekil II de ise tam yansımaya uğrar.
Yanıt E dir.
11.
hava
F
30°
M
60°
prizma
Işının kendi üzerinden geri dönebilmesi için çukur aynanın merkezinden geçerek aynaya gelmesi ge-rekir. Bunun için de ışın prizmada şekildeki yolu izle-melidir.
Snell bağıntısından;
.
sin sinn n
n
n bulunur
60 90
2
31 1
3
2
· ° · °
· ·
prizma hava
prizma
prizma
=
=
=
Yanıt C dir.
12.
sıvı sıvı sıvı
X Y
Zhava
n1
n2
n3
Tabanların eşit uzaklıkta görülebilmesi için n3 ün en çok n1 inde en az yaklaştırması gerekir. Buna göre, kırılma indisleri arasındaki ilişki n3 > n2 > n1 dir.
Yanıt E dir.
14
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
Test 5’in Çözümleri
1.
hava
II
F
Ι
θ
su
normal
θK
Çukur aynanın asal eksenine paralel gelen I ışını aynanın F odak noktasından geçecek şekilde yan-sır.
Düz aynayı kaldırarak ışının K ışını gibi gönderildi-ğini düşünebiliriz. Bu ışın havadan suya geçerken normale yaklaşarak II numaralı yolu izler.
Yanıt B dir.
2.
X
su
G1
Y
su
G2
Z
su
G3
Mavi ışık en fazla kırılır. Bir başka ifadeyle, kırılma indisi en büyüktür. Kırılma indisi en büyük olan en yakın görünür.
Yanıt A dır.
3. X
Y
Z
K
L
Işık yolu tersinirdir. Yani ışınları X ortamından Y orta-mına doğru ve Z ortamında Y ortamına doğru kabul edebiliriz.
Işın X ortamından Y ortamına girerken normale daha fazla yaklaştığına göre nX ile nY arasındaki fark büyüktür.
Yanıt E dir.
4.
45°
Z
Y
Xkırmızıışın
Şekil I
45°
Z Y
X
4
maviışın
Şekil II
normal
Şekil I de kırmızı ışık X ortamından Y ortamına ge-lince tam yansımaya uğramıştır. Aynı ışın X ten Z ye gelince sınır açısıyla yoluna devam etmiştir.
Ortamın mavi ışığa uyguladığı kırılma indisi en bü-yüktür. Kırılma indisi artınca mavi ışık daha fazla kırılacak, X ten Z ye geçerken Şekil II deki gibi tam yansımaya uğrayacaktır.
Yanıt D dir.
15
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
5.
30°
Khava
60°
30°L
hava
30°
K ışınının izlediği yol incelendiğinde sınır açısının 60° olduğu görülür. Şekil II de L ışını için gelme açı-sının 30° olduğu görülmektedir. Bu ışın sınır açısın-dan küçük bir açıyla geldiği için normalden uzakla-şarak hava ortamına çıkar.
Yanıt B dir
6.
hava
45°
45°
45°
K
Yanıt C dir.
7.
asal
eksen
su
F M
hava
Sudan çukur aynanın M merkezine gelen ışının normalle yaptığı α açısının, sınır açısın-dan küçük olduğu veril-miştir. Işın sudan hava-ya çıkarken normalden uzaklaşarak çukur aynanın üstüne kadar gider. Merkezden gelen her ışın çukur aynaya dik düşer. Bu nedenle ışın kendi üzerinden geri dönerek A seçeneğindeki yolu izler.
Yanıt A dır.
8.
Şekil I Şekil II
>
A
su
hava
F
A
su
L
hava
F
Yansımalarda ışığın renginin veya ortamın kırılma indisinin bir önemi yoktur.
Asal eksene paralel gelen ışın yansırken odak nok-tasından geçer.
Kırmızı ışın için suyun kırılma indisi yeşilden daha küçüktür. Yani kırmızı ışık yeşilden daha az kırılır. Ve L yolunu izleyerek hava ortamına çıkar.
Yanıt B dir.
F M
16
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
9.
K ortamı
L ortamı
1
2
345
S
Gelen ışın 5 numaralı ışın olsaydı doğrultusunu de-ğiştirmeden yoluna devam ederdi. Gelen ışının 3 numaralı ışın olabilmesi için ortamların kırılma indis-lerinin eşit olması gerekir. Buradan 5 ve 3 numaralı ışınların gelen ışın olmadığı anlaşılır. Diğerleri olabi-lir.
Yanıt E dir.
10.
cam
O
S
hava
N
Küresel yüzeylerde merkez aynı zamanda normal görevi yapar. Merkezden gelen veya merkezden ge-çen ışın yüzeye diktir.
Merkezden geçen normal çizildiğinde gelen ışın şe-kildeki gibi normale yaklaşarak kırılır. Bu ışın cam-dan havaya geçerken 3 farklı yol izleyebilir. Seçe-neklerden bir tanesi doğru verilmiştir.
Yanıt A dır.
11.
Yanıt E dir.
12.
L
K
P
Şekil I Şekil II
L
K
S
R1
2
3
4
Şekil I de P ışını sınır açısı ile gelmiştir. Şekil II deki R ışını sınır açısından küçük bir açıyla geldiği için normalden uzaklaşarak L ortamına çıkar. Şekil II deki S ışını sınır açısından daha büyük bir açıyla geldiği için tam yansıma yapar.
Yanıt D dir.
17
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
Test 6’nın Çözümleri
1. P
K
L
R
cam
O
M
Işık kaynağı merkezde olduğu için ışınlar göze gelir-ken kırılmaya uğramaz. Bu nedenle göz cismi aynı yerinde görür.
Yanıt A dır.
2.
Ι
θ1
L
n2=1,2n1=1,8 n1=1,8
I ışını n1 ortamından n2 ortamına geçerken normal-den uzaklaşır. n2 den tekrar n1 çıkarken normale yaklaşır.
Yanıt B dir.
3.
45°
45°
P3
P2
45°
P1
Ι
Yanıt E dir.
4. n1v1
40°
30°40°
30°
n2
n3
Ι
v2
v3
Işın n1 ortamından n2 ortamına geçerken, n2 den n3 ortamına geçerken normale yaklaşmıştır. Yani n3 > n2 > n1 dir.
Dalga modeline göre kırılma indisi yayılma hızları ile ters orantılıdır. Bu nedenle v1 > v2 > v3 olur.
Yanıt E dir.
5.
su
20°
Ι
20°
20°
40°
N
N
Işın düz aynadan yansıma kanunlarına uygun ola-rak yansır. Bu ışın su yüzeyine 40° gelme açısıyla gelir. 40° sınır açısından küçük olduğu için ışın ha-vaya normalden uzaklaşarak çıkar.
Yanıt D dir.
6.
45°
K
hava
II
su
Bu tür sorularda ayna kaldırılıp yerine normal çizgisi çizilir. Daha önce aynaya gönderilen ışının simetriği alınarak su yüzeyine gönderilir. Bu ışın suya girer-ken normale yaklaşarak kırılacağı için II yolunu izler.
Yanıt B dir.
18
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
7. α
Ι
M
su
F
I ışını M noktasına değdikten sonra normale yakla-şarak suyun içine girer ve çukur aynanın yüzeyine kadar gider. Bu ışın çukur aynanın M merkezinden geldiği için çukur aynaya dik düşmüştür. Dik düşen ışık ışını kendi üzerinden geri döner.
Yanıt E dir.
8.
P
hava
M
cam
F
S
M
M noktasından çıkan ışın cama geçerken normale yaklaştığı için Mʹ noktasından geliyormuş gibi kırılır. Çukur aynada merkezin dışındaki Mʹ nün görüntüsü MF arasında oluşur.
Yanıt D dir.
9.
45°
Ι
45°
45°
su
I ışını su yüzeyine dik geldiği için kırılmadan suyun içine girer. Bu ışın düzlem aynada 45° açıyla yan-sıyarak karşı aynaya dik olarak değer. Sonra kendi üzerinden geri döner.
Yanıt C dir.
10. K
P
L
T
K
L
T
θK
θP
θL
Şekil I
Ι θKΙ 1
2
3
45
Şekil II
Şekil I deki gibi verilen K, L, P, T saydam ortamları birbirine paraleldir. Böyle bir sistemde aradaki lev-halardan biri ya da birkaçı aradan çıkarılırsa son çıkan ışının yolu değişmez. Yani, P ortamı aradan çıkarılırsa I ışını Şekil II deki 4 numaralı yolu izler.
Yanıt D dir.
19
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
11.
nX
Ι
nYnZ
K L
Ι
I ışını KL kenarına paralel girip Z ortamına girince yine KL kenarına paralel olarak yoluna devam et-miştir. Parçalı olarak ışın birleştirildiğinde şekildeki gibi bir yol izlediği görülür.
Çizim dikkatlice incelendiğinde ışın X ortamından Y ortamına ve Y ortamından Z ortamına geçerken nor-malden uzaklaşmıştır. O hâlde nX > nY > nZ dir.
Yanıt B dir.
12.
Y
X37° ayrılma
yüzeyi
Ι
37°
.
sin
sin
sin
sin
n
n
v
v
v
v
v
vbulunur
37
53
3
4
°
°
Y
X
X
Y
Y
X
Y
X
Y
X
i
i= =
=
=
Yanıt C dir.
13. Işık havadan cama geçerken ortalama hızı azalır. Buna bağlı olarak da dalga boyu küçülür. Ortam de-ğişikliklerinde ışığın frekansı değişmez.
Yanıt C dir.
14. 45°
45°
L
K
K ışını dik geldiği için kendi üzerinden geri döner. L ışını da şekildeki yolu izler. Kaplardan çıkan iki ışın arasındaki açı 90° dir.
Yanıt D dir.
15.
Y ortamı
I1
I2
X ortamı
α ayrılma
yüzeyi
αα
αα
1
2
3
45
X ortamından Y ortamına gelen I1 ışını tam yansı-maya uğradığına göre X ortamının kırıcılık indisi Y ninkinden büyüktür.
I2 ışını az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geldiği için normale yaklaşarak kırılır.
Yanıt D dir.
16. Işın X ortamından Y ortamına Ι
60°
60°
60°
60°
60°
60°
X
Z
Y
dik gelip kırılmadan geçmiştir. Dik ışınlar kırılmaya uğramaz. Bu nedenle X ve Y ortamlarının kırıcılık indislerini karşılaştıra-mayız.
I ışını Y ortamından Z ortamına kırılmadan geçtiği için nY ile nZ kesinlikle eşittir.
Yanıt B dir.
20
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
17. ΙX
Y
Işın X ortamından Y ortamına giderken normale yak-laşmıştır. O hâlde Y ortamının kırıcılık indisi X inkin-den büyüktür.
I ışını az yoğun X ortamından çok yoğun Y ortamına geçerken ortalama hızı ve dalga boyu küçülür. An-cak ortam değişikliklerinde frekans değişmez.
Yanıt B dir.
18. α
α αvZ
vY
vX
X Y Z
Ι
I ışını X ten Y ye geçerken normalden uzaklaşmış, Y den Z ye girerken normale yaklaşmıştır. Buna göre nY en küçüktür diyebiliriz.
X ve Z ortamları arasında Y ortamı aradan çıkarı-larak da işlem yapılabilir. Bu durumda X ve Z nin kırıcılık indisleri karşılaştırılabilir. Bu yapıldığında nX > nZ olduğu görülür.
Kırıcılık indisleri ile o ortamdaki ışığın hızı ters oran-tılı olduğundan vY > vZ > vX olur.
Yanıt B dir.
19.
K
L
normal
ayrılma
yüzeyi
12 3
4
5
I
a
K ve L ortamlarının kırılma indisleri eşit olsaydı K dan L ye gelen I ışık ışını 3 numaralı yolu izlerdi. Ortamların kırılma indisleri farklı olduğuna göre 3 yolunu izleyemez.
I ışınının 2 numaralı yolu izleyebilmesi için K orta-mından L ortamına dik gelmesi gerekir. Dik gelme-diğine göre 2 numaralı yolu da izleyemez. Işığın 1 numaralı yolu izleyebilmesi için normal üzerinde düzlem ayna olması gerekir.
Yanıt D dir.
20.
suθ
hava
h
Ι
α
θ açısının arttırılması ışığın su yüzeyine değme açı-sını arttırır. Böylece ışın su yüzeyinden tam yansıma yapabilir.
Yanıt A dır.
21. Snell bağıntısına göre kırılma açısı ışığın şiddetine bağlı değildir.
Yanıt E dir.
21
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
22. K
L
Ι1
Ι 1
Ι2Ι 2
P
Yanıt A dır.
23.
asal
eksen
P düzeyi
hava
KΙ
1 2
3
4
sv
I ışını hava ortamından sıvı ortamına geçerken 1 yolunu izleyebilmesi için sıvı ortamından normalden uzaklaşması gerekir.
I ışınının 2 yolunu izleyebilmesi için hava ortamın-dan sıvı ortamına kırılmadan geçmesi gerekir.
I ışını sıvıya girerken normale yaklaştığına göre 1 ve 2 numaralı yolları izleyemez.
Yanıt A dır.
24.
K
O
L
Şekil I Şekil II
ayırma
düzlemi
K
O
L
5 4 3
2
1I1 I2
Şekil I de I1 ışını sınır açısıyla gelmiştir. Şekil II de I2 ışını sınır açısından küçük bir açıyla geldiği için normalden uzaklaşarak ikinci ortama geçer.
Yanıt B dir.
25.
θ1 θ2
X
Z Y
K
Ι1 Ι2βα
α > β
θ2 > θ1 olduğuna göre I2 ışını için sınır açısı daha küçüktür. Sınır açısı küçük ise Y ortamının kırılma indisi daha küçüktür. O hâlde nX > nZ > nY diyebiliriz.
Yanıt C dir.
26. Ι X
Y
Z
nX
nY
nZ
I ışını X ortamından Y ortamına dik gelip kırılmadan geçtiği için X ve Y ortamlarının kırıcılık indisleri kar-şılaştırılamaz.
I ışını Y ortamından Z ortamına gelirken tam yansı-maya uğramıştır. Buradan nY > nZ olduğu görülür.
Yanıt B dir.
22
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
27. X
Y
Z
Ι2
Ι1X
Y
Z
Ι2
Y ortamından Z ortamına gelen I1 ışık ışını tam yansıma yaptığına göre nY > nZ dir.
Buna göre I2 ışık ışını Z ortamından Y ortamına geçerken normale yaklaşarak kırılır. Aynı ışık Y den X e geçerken normalden uzaklaşacaktır.
Yanıt D dir.
28.
Ι2
5K
Ι1
S
normal
i
i > S
Şekil üzerindeki S açısı, sınır açısıdır. i açısı sınır açısından büyük olduğuna göre, I2 ışını tam yansı-ma yapar.
Yanıt E dir.
29.
45°
hava
X
Ι
i2
i1α
Işın X ortamına normale yaklaşarak girer. Bu neden-le α açısı 45° den küçük, i1 açısı 45° den büyük olur. i1 açısı 45° den büyük olduğu için ışın tam yansıma yapar.
i2 açısı 45° den küçük olduğu için ışın normalden uzaklaşarak hava ortamına çıkar.
Yanıt C dir.
30.
sıvı
I I
I ışını sıvı ortamından prizmaya dik geldiği için kırıl-madan prizmaya girer. Işın prizmanın karşı yüzünde normale yaklaşarak sıvıya çıktığına göre;
nsıvı > nprizma
dır. Sıvının kırıcılık indisi küçültülürse;
• nsıvı = nprizma
• nsıvı < nprizma
durumları oluşabilir.
Prizma tam yansımalı olduğundan I ışını 4 numaralı yolu izleyemez.
Yanıt D dir.
31.
M
K
L
nK
nL
nM
I
Işın K ortamından M ortamına da aynı gelme açı-sıyla gelmiştir. M ortamında kırılma açısı 90°, K or-tamında 90° den büyük olarak düşünülebilir. Bu du-rumda nK en küçüktür.
Yanıt D dir.
23
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
32. sıvı
X prizması Y prizması
Ι i1 i2
i1i2
a a
θ1 < θ2 olarak verildiğine göre, i1 < i2 dir. Kırılma açı-ları eşit olduğundan nS < nY < nX olur.
Yanıt B dir.
33.
Y prizmasıX prizması
1
Kθ1 θ2
Ι 2ΙSXSY
θ1 < θ2 olarak verildiğine göre, SX > SY olup I. yargı doğrudur.
Sınır açılarının büyüklüğü farklı olduğuna göre X ve Y prizmalarının ışığı kırılma indisleri birbirine eşit de-ğildir. II. yargı yanlıştır.
I2 ışını X ortamından Y ortamına kırılmadan geçtiği-ne göre, III. yargı doğrudur.
Yanıt E dir.
34.
Ι
X
Y
sıvı
I ışını X ortamından sıvı ortamına gelirken tam yan-sımaya uğramıştır. O hâlde X ten sıvıya geçerken sınır açısı 45° den küçüktür.
I ışını Y ortamından sıvıya geçerken yüzeyi yalıya-rak geçmiştir. O hâlde Y ortamından sıvıya geçerken sınır açısı 45° dir.
Buna göre nX > nY > nsıvı dır.
Yanıt C dir.
35. Ι
K
α
α
Ι
M
Ι
L
45°
45°
45°
θM
Şekil I de gelme açısı 45° dir. I ışını tam yansıma yaptığına göre sınır açısı 45° den küçüktür.
K da her iki yüzeye gelme açısı 45° dir. M de θM açısı 45° den büyüktür. O hâlde K ve M de ışının izlediği yol doğru çizilmiştir.
L de ışık ışını havadan cama geçerken normale yaklaşmalıdır. Böyle olmadığına göre L deki yanlış çizilmiştir.
Yanıt B dir.
24
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
36. hava P
K
L R
2
hava
Iaa
Işık ışını K ortamından L ortamına geçerken kırılma-dığına göre, nK = nL dir. Şekil üzerinde gösterilen α açıları eşit olduğuna göre, ışın 2 numaralı yolu izler.
Yanıt B dir.
37.
K
L
M
ZVTSR
O
Ι
P
nK = nM olarak verildiğine göre ışın K ve M ortamla-rında birbirine paralel hareket etmelidir.
P noktasından geçen ve gelen ışına paralel bir ışın çizildiğinde bu ışının OS gibi olduğu görülür.
Yanıt B dir.
38. hava
normalθθ
hava
θθ
X
Y
K L
M
S
θ θθ
Y ortamından havaya gelen ışık ışını için gelme açısı θ dır. Işık ışını S noktasına vardıktan sonra ya normalden uzaklaşarak kırılacak ya da bu noktadan tam yansıma yapacaktır. Tam yansımalarda gelme açısı yansıma açısına eşit olur. Bu nedenle L yolunu izleyemez.
Yanıt B dir.
39.
K
Ι
L
M
N
Y
X
P
Hangi ortamlarda ışık ışınları birbirlerine paralel ise o ortamların kırılma indisleri birbirlerine eşittir.
Şekil incelendiğinde L ve N ortamlarında ışınların birbirlerine paralel olduğu görülür.
Yanıt C dir.
25
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
40. K
L
M
P
Ι
I ışınının ortamlardan geçerken P noktasına varabil-mesi için ilk doğrultusundan sağa sapması gerekir. Bunun için de ortamlardan en az birinin kırılma indisi nK dan küçük olmalıdır. Bu bilgiye uyan yalnızca E seçeneğidir.
Yanıt E dir.
41.
Ι R
S
T
θ
θ
nR
nS
nT
Işık ışını kırıldığı her iki noktada da normalden uzak-laşmıştır. Buna göre kırılma indisi sürekli küçülmüş-tür.
Yanıt A dır.
42.
h
yatayB
h
yatayG
su
h = 12 birim olsun. Suyun kırılma indisi 3
4 olduğuna
göre, havadan suya bakıldığında 4 birimlik derinlik 3 birim olarak görünür. Yani h = 12 birim ise h1 = 9 birim olur. Benzer şekilde havadaki 3 birim yükseklik de 4 birim olarak görünür. Yani h2 = 16 birimdir.
Yanıt B dir.
43.
K
L
M
P
Ι
1 2 3 4 5
K ve M ortamlarının ışığı kırma indisleri eşit olarak verildiğinden K ve M ortamlarındaki ışık ışınları bir-birine paralel olmalıdır. Buna göre, P den geçen ve K ortamındaki ışık ışınına paralel olan bir ışın çizer-sek, bu ışın 2 noktasından geçer.
Yanıt B dir.
26
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Ünite Optik
44.
beya
z
beya
z
beya
z
kırmızı
kırmızı
kırmızımormor
mor
II IIII
M
Dikdörtgenlerprizması
M merkezliyarım küre
Üçgenprizma
Aynı saydam ortamın mor renge uyguladığı kırıcılık indisi diğer renklerden daha büyüktür. Başka bir ifa-deyle, mor ışık daha fazla kırılır. Buna göre II ve III. düzeneklerdeki çizimler doğru olarak verilmiştir.
beyaz
kırmızımor
I
Işık ışını paralel yüzlü ortamlardan geçerken paralel kaymaya uğrar. Buna göre, soruda I düzenekte veri-len çizim yanlıştır. Doğru çizim şekildeki gibidir.
Yanıt E dir.
45.
θ
θ
Ι
X Y
Z
Işık ışını, aynı gelme açısıyla Y ortamından X orta-mına gelirken çok sapmış, Y ortamından Z ortamına gelirken az sapmıştır. Buna göre X ortamının kırılma indisi en küçük, Y ortamının kırılma indisi en büyük-tür.
Yanıt B dir.
46.
K
L
M
Ι1
Ι2
I2 ışını M den L ye geçerken normale yaklaşmıştır. I1 ışını da K dan L ye geçerken normale daha fazla yaklaşmıştır. Buradan; nL nin en büyük, nK nin en küçük olduğunu söyleyebiliriz. Yani nL > nM > nK olur.
Yanıt C dir.
47. I. Balıkların, suyun yüzeyinde diğer balıkların yan-sımasını görmesi, ışığın tam yansımasından kaynaklanır.
II. Yakınsak mercekte ışık kırılarak görüntü oluşur. Bu olayda tam yansıma yoktur.
III. Işığır fiber optik kabloların içinden dışarı çık-madan iletilmesi tam yansımaya uğraması ile gerçekleşir.
Yanıt D dir.
27
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
4. Konu IŞIĞIN KIRILMASI
48. Ι
K
Şekil I
normal normal
Şekil II
L
a
Ι
K
M
a
n, ortamların kırıcılık indisi olsun. Şekil I de nL > nK ve Şekil II de nK > nM dir. Üç ortamın kırıcılık indis-leri arasındaki ilişki nL > nK > nM biçimindedir.
Buna göre I ışık ışını L ortamından M ortamına geçerken aşağıdaki gibi kırılmalıydı.
Ι
L
I.
M
normal
yanlış çizim doğru çizim
a
Ι
L
M
normal
a
a , sınır açısından büyük ise II. çizim doğru olur.
nL > nK > nM olduğundan III ve IV çizimler de doğ-rudur.
II.
normal normal
normal
Ι
L
M
a
Ι
L
III.
IV.
M
a
Ι
L
M
a
Yanıt E dir.
