Optik, ışığın davranışını inceler. TYT’de çoğunlukla görüntü oluşumu ve çizim yorumu sorulur.
Işığın yayılması
- Işık homojen ortamda doğrusal yayılır; boşlukta hızı c ≈ 3·10⁸ m/s’dir.
- Gölge: Işığı geçirmeyen cismin arkasında oluşan karanlık bölge. Tam gölge (hiç ışık yok) ve yarı gölge (kısmi ışık).
- Ay tutulması: Ay, Dünya’nın gölgesine girer. Güneş tutulması: Ay, Güneş ile Dünya arasındadır.
Yansıma
- Yansıma yasaları: Gelme açısı = yansıma açısı; gelen ışın, yansıyan ışın ve normal aynı düzlemdedir.
- Düz ayna: Görüntü sanaldır, düzdür, cisimle aynı boydadır; aynaya olan uzaklığı cisimle eşittir (ayna arkasında). Sağ-sol ters görünür.
- Aynayı θ kadar döndürünce yansıyan ışın 2θ döner.
Küresel aynalar
- Çukur (konkav) ayna: Yakınsak (ışınları toplar). Odak noktası gerçektir. Cisim odakla ayna arasındaysa görüntü sanal, düz ve büyüktür; odağın ötesinde gerçek ve ters görüntü oluşur.
- Tümsek (konveks) ayna: Iraksak. Görüntü hep sanal, düz ve küçüktür. Geniş görüş açısı (araç dikiz aynaları).
- Odak uzaklığı: f = R / 2 (R: eğrilik yarıçapı).
Işığın kırılması
- Işık ortam değiştirirken yön değiştirir; hız değişir, frekans değişmez.
- Kırılma indisi: n = c / v. Ortam optikçe yoğunsa (n büyük) ışık normale yaklaşır.
- Snell yasası: n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂.
- Tam yansıma: Işık yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken sınır açısından büyük açıyla gelirse yansıma olur (optik lif, prizmalar).
- Sınır açısı: sin θ_k = n₂ / n₁ (n₁ > n₂).
- Günlük örnekler: Su dolu bardaktaki kalemin kırık görünmesi, havuzun sığ görünmesi.
Mercekler
- İnce kenarlı (dışbükey) mercek: Yakınsak, ışınları odakta toplar. Büyüteç, kamera. Cisim odak içindeyse görüntü sanal, düz, büyük; dışındaysa gerçek, ters.
- Kalın kenarlı (içbükey) mercek: Iraksak. Görüntü her zaman sanal, düz ve küçük. Miyop gözlüğünde kullanılır.
- Optik merkezden geçen ışın kırılmadan geçer; asal eksene paralel gelen ışın odaktan geçer.
Prizmada renk ayrışması
- Beyaz ışık, prizmadan geçerken dalga boylarına göre ayrışır (dispersiyon). Kırmızı en az, mor en çok kırılır.
- Gökkuşağı yağmur damlalarında kırılma, yansıma ve dispersiyonun sonucudur.
Sınavda dikkat
- Düz ayna görüntüsü sanaldır; perde üzerinde elde edilemez.
- Tümsek ayna ve ince kenarlı olmayan (içbükey) mercek hep sanal, küçük, düz görüntü verir.
- Yoğun ortama geçen ışık normale yaklaşır.
- Kırılmada frekans sabit; hız ve dalga boyu değişir.
Sık sorulan sorular
Düz aynadaki görüntünün özellikleri nelerdir?
Sanal, düz, cisimle aynı boyda; aynaya uzaklığı cismin uzaklığına eşittir.
Tam yansıma ne zaman olur?
Işık yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük açıyla geldiğinde.
İnce kenarlı mercek nasıl bir mercektir?
Işığı toplayan (yakınsak) mercektir.
Işık ortam değiştirirken hangi büyüklük değişmez?
Frekans.