Optik Ders Notu

Optik Ders Notu

Optik konusu TYT Fizik’te ışığın yayılması, yansıması, kırılması, aynalar, mercekler ve renkler üzerinden ele alınır.

1. Işığın Yayılması

Işık, saydam ve homojen ortamlarda doğrusal yollar boyunca yayılır.

Bu özellik:

• Gölge oluşumu
• Tutulmalar
• İğne deliği kamerası

gibi olayları açıklar.

1. Işık Kaynakları

Kendi ışığını üreten cisimlere ışık kaynağı denir.

Doğal:

• Güneş
• Yıldızlar

Yapay:

• Ampul
• Mum
• LED

Ay ışık kaynağı değildir. Güneş ışığını yansıtır.

1. Saydamlık

Saydam: Işığın büyük bölümünü geçirir.

Yarı saydam: Işığın bir kısmını geçirir.

Saydam olmayan: Işığı geçirmez.

1. Gölge

Saydam olmayan cisimler ışığı engelleyerek gölge oluşturur.

Noktasal kaynak: Tam gölge oluşturabilir.

Geniş kaynak: Tam gölge ve yarı gölge oluşturabilir.

Gölge boyu:

• Kaynağın konumuna
• Cismin konumuna
• Ekranın konumuna

bağlıdır.

1. Güneş ve Ay Tutulması

Güneş tutulması:

Güneş – Ay – Dünya

Ay tutulması:

Güneş – Dünya – Ay

1. Yansıma

Işığın yüzeye çarparak geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir.

Yansıma yasası:

Gelme açısı = Yansıma açısı

Açılar normale göre ölçülür.

1. Düzgün ve Dağınık Yansıma

Düzgün yüzey: Düzgün yansıma

Pürüzlü yüzey: Dağınık yansıma

Dağınık yansımada da her ışın yansıma yasasına uyar.

1. Düzlem Ayna

Düzlem aynada görüntü:

• Sanaldır.
• Düzdür.
• Cisimle aynı boydadır.
• Aynaya uzaklığı cismin aynaya uzaklığına eşittir.
• Sağ-sol tersliği görülür.

Cisim aynaya x kadar yaklaşırsa görüntü de aynaya x kadar yaklaşır.

Cisim ile görüntü arasındaki uzaklık 2x azalır.

1. Düzlem Aynada Görüş Alanı

Görüş alanı, gözden aynanın uç noktalarına çizilen sınır ışınlarıyla belirlenir.

Aynanın büyüklüğü ve konumu görüş alanını etkiler.

1. Çukur Ayna

Yansıtıcı yüzeyi iç tarafta olan aynadır.

Yakınsak aynadır.

Paralel ışınları odakta toplayabilir.

Temel noktalar:

T → Tepe

F → Odak

M → Merkez

R = 2f

1. Çukur Aynada Özel Işınlar

Asal eksene paralel gelen ışın: Odaktan geçecek şekilde yansır.

Odaktan gelen ışın: Asal eksene paralel yansır.

Merkezden gelen ışın: Kendi üzerinden geri döner.

1. Çukur Aynada Görüntü

Cisim merkezin dışında: Gerçek, ters, küçük

Cisim merkezde: Gerçek, ters, aynı boy

Cisim F ile M arasında: Gerçek, ters, büyük

Cisim odakta: Görüntü sonsuzda

Cisim F ile ayna arasında: Sanal, düz, büyük

1. Tümsek Ayna

Yansıtıcı yüzeyi dış taraftadır.

Iraksak aynadır.

Görüntü her zaman:

• Sanal
• Düz
• Küçük

oluşur.

Geniş görüş alanı sağlar.

Kullanım:

• Araç yan aynaları
• Güvenlik aynaları
• Kavşak aynaları

1. Kırılma

Işığın bir saydam ortamdan başka bir saydam ortama geçerken hızının değişmesi sonucu doğrultusunun değişmesine kırılma denir.

Kırılmada:

Frekans değişmez.

Hız değişebilir.

Dalga boyu değişebilir.

1. Optik Yoğunluk

Işığın daha yavaş yayıldığı ortam optikçe daha yoğundur.

Az yoğun → Çok yoğun: Işın normale yaklaşır.

Çok yoğun → Az yoğun: Işın normalden uzaklaşır.

1. Normal Doğrultusunda Gelen Işık

Işık yüzeye dik gelirse doğrultusu değişmez.

Ancak:

• Hızı
• Dalga boyu

değişebilir.

1. Kırılma İndisi

n = c / v

n = Kırılma indisi c = Işığın boşluktaki hızı v = Ortamdaki hızı

n artarsa: v azalır.

1. Görünür Derinlik

Su içindeki cisimler havadan bakıldığında gerçek konumlarından daha yakında görülebilir.

Bu olay kırılmayla açıklanır.

Örnek: Havuzun olduğundan daha sığ görünmesi.

1. Tam Yansıma

Işık optikçe yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken gelme açısı yeterince büyükse tamamen geri yansıyabilir.

Tam yansıma için:

• Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçiş olmalı.
• Gelme açısı sınır açısından büyük olmalı.

Fiber optik kablolar tam yansımadan yararlanır.

1. İnce Kenarlı Mercek

Ortası kenarlarından kalın olan mercektir.

Yakınsak mercektir.

Paralel ışınları odakta toplar.

Cisim odak dışındaysa gerçek ve ters görüntü oluşabilir.

Cisim mercekle odak arasındaysa:

• Sanal
• Düz
• Büyük

görüntü oluşur.

Büyüteç ince kenarlı mercek kullanır.

1. Kalın Kenarlı Mercek

Ortası kenarlarından ince olan mercektir.

Iraksak mercektir.

Görüntü her zaman:

• Sanal
• Düz
• Küçük

oluşur.

1. Beyaz Işık ve Renkler

Beyaz ışık farklı renklerin birleşiminden oluşur.

Prizma beyaz ışığı renklerine ayırabilir.

Işığın ana renkleri:

• Kırmızı
• Yeşil
• Mavi

Kırmızı + Yeşil = Sarı

Yeşil + Mavi = Camgöbeği

Kırmızı + Mavi = Magenta

Kırmızı + Yeşil + Mavi = Beyaz

1. Cisimlerin Renkli Görünmesi

Bir cismin görünen rengi, üzerine düşen ışıktan hangi renkleri yansıttığına bağlıdır.

Beyaz cisim: Birçok görünür rengi yansıtır.

Siyah cisim: Birçok görünür rengi soğurur.

Kırmızı cisim: Kırmızı ışığı yansıtır.

Uygun renk ışık bulunmazsa cisim koyu görünebilir.

Sınavda Dikkat Edilecek Noktalar

• Işık homojen ortamda doğrusal yayılır.
• Gelme ve yansıma açıları normale göre ölçülür.
• Düzlem aynada görüntü sanal, düz ve aynı boydadır.
• Düzlem aynada görüntü uzaklığı cisim uzaklığına eşittir.
• Çukur aynada görüntü cismin yerine göre değişir.
• Tümsek aynada görüntü her zaman sanal, düz ve küçüktür.
• Kırılmada frekans değişmez.
• Az yoğundan çok yoğuna geçişte ışık normale yaklaşır.
• Çok yoğundan az yoğuna geçişte ışık normalden uzaklaşır.
• Kırılma indisi arttıkça ışık hızı azalır.
• Tam yansıma yalnızca çok yoğundan az yoğuna geçişte olabilir.
• İnce kenarlı mercek yakınsaktır.
• Kalın kenarlı mercek ıraksaktır.
• Işığın ana renkleri kırmızı, yeşil ve mavidir.

Kısa Özet

• Işık → Doğrusal yayılır.
• Yansıma → Gelme açısı = Yansıma açısı
• Düzlem ayna → Sanal, düz, aynı boy
• Çukur ayna → Yakınsak
• Tümsek ayna → Iraksak
• Tümsek görüntü → Sanal, düz, küçük
• Kırılmada → Frekans sabit
• Az yoğun → Çok yoğun → Normale yaklaşır
• Çok yoğun → Az yoğun → Normalden uzaklaşır
• n = c / v
• n artarsa v azalır.
• Tam yansıma → Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama
• İnce kenarlı mercek → Yakınsak
• Kalın kenarlı mercek → Iraksak
• Işığın ana renkleri → Kırmızı, yeşil, mavi