4.isiginkirilmasi COZUM.indd

IŞIĞIN KIRILMASI
4.
“MODEL SORU 1” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
1.
K
M
nK
nM
27
BÖLÜM
n KL =
nL 9
9
= & nL = nK
nK 8
8
n KM =
n M 15
15
=
& nM =
n
nK
8
8 K
n LM =
15
nK 5
nM
= 8
=
olur.
nL
9
3
nK
8
L
nL
CEVAP D
I
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nK > nL > nM
ilişkisi vardır.
CEVAP C
5.
I
ESEN YAYINLARI
.
2.
K
nK
I
.
L
nL
K
VK
L
VL
.
M
VM
.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nK > nL > nM
M
nM
ilişkisi vardır.
Işığın yayılma hızı kırılma indisi ile ters orantılıdır.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nK > nL > nM
Buna göre, I ışık ışınının K, L, M saydam ortamlarındaki
ilişkisi vardır.
yayılma hızları arasında VM > VL > VK ilişkisi vardır.
CEVAP C
CEVAP A
3.
I
K
nK
40°
.
L
nL
60°
50°
.
40°
M
nM
6.
K ortamı çok yoğun, L
ortamı az yoğun or-
K
nK
I
tamdır. K ortamından L
ortamına
geçen
tek
.
renkli I ışık ışının:
λ, dalga boyu artar.
L
nL
f, frekansı değişmez.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nK > nM > nL
ilişkisi vardır.
CEVAP C
V, yayılma hızı artar.
I ve III nicelikleri artar.
CEVAP D
OPTİK
299
4.
“MODEL SORU 2” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
.
1.
K
nK
I
.
K
I
L
nL
nK
.
L
M
nM
nL
M
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nL > nK > nM
nM
ilişkisi vardır.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nL > nK > nM
ilişkisi vardır.
Işığın yayılma hızı kırılma indisi ile ters orantılıdır.
CEVAP B
Buna göre, I ışık ışınının K, L, M saydam ortamlarındaki
yayılma hızları arasında VM > VK > VL ilişkisi vardır.
CEVAP C
2.
K
M
.
5.
I
.
2α
α
I1
fiekil-I
L
düz
lem
fiekil-II
Şekil ΙΙ de
nL > nK dır.
nL > nM dir.
yatay
düzlem
Ortamların kırılma indisleri arasındaki fark büyüdükçe
sınır açısı küçülür. Bu durumda, nK > nM dir.
Buna göre, nL > nK > nM olur.
CEVAP B
s›v›
ayn
.
a
18,5°
ns.sin37° = nh.sin90°
ns .
3
= 1.1
5
ns =
5
olur.
3
CEVAP D
3.
6.
I
K
α
asal
eksen
M
α α
.
.
Snell bağıntısından,
ESEN YAYINLARI
Şekil Ι de
37°
37°
I2
L
hava
.
.
•M
.
L
L
I
I
fiekil-I
.
fiekil-II
F
hava
•
K
s›v›
.
•
α α
T
M
çukur
ayna
Odak uzaklığı daha büyük çukur ayna kullanılırsa, ışık
5
ışını havaya çıkar.
fiekil-III
Kırılma indisi daha küçük sıvı kullanılırsa, ışık ışını
havaya çıkar.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında,
Kaptan bir miktar sıvı boşaltılırsa, ışık ışını havaya çıka-
nM > nL > nK ilişkisi vardır.
Ι ışık ışını K-M saydam ortamlarında Şekil-ΙΙΙ teki 5
yolunu izler.
300
OPTİK
CEVAP E
maz.
CEVAP C
4.
“MODEL SORU 3” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
1.
L ortamından K orta-
L
mına geçerken ışın
K
normale yaklaşmıştır.
I ışınının izlediği yola göre,
nL > nK dir.
I
I. yargı kesinlikle doğrudur.
•
L
nL
nM ile nK ve nL karşılaştı-
nM > nL dir.
K
nK
II.
.
M
nK ile nM yi karşılaştıramayız.
L
N
I2
I. ve III. yargılar için
M
nM
kesin birşey söylene-
kesinlikle
doğrudur.
ramayız.
II. ve III. yargılar için
yargı
I1
O
kesin birşey söylenemez.
mez.
CEVAP B
CEVAP A
5.
2.
tamına
I
hava
N
geçerken
ışın yüzeyin nor-
.
maline yaklaştığın-
O
su
K ortamından L or-
dan nL > nK dir.
O
L ortamından M
N
L
cam
.
3
ESEN YAYINLARI
ortamına geçerken
ışın yüzeyi norma-
I
K
line yaklaştığından
M
nM > nL dir.
Bu durumda nM > nL > nK olur.
CEVAP D
Şekilde görüldüğü gibi, Ι ışık ışını sistemde 3 yolunu
izler.
CEVAP C
3.
hava
6.
hava
•O
1
K
L
nL
•O
nK
I2
I1
2
.
M
nM
cam
O
su
I
K, L, M ortamlarının kırıcılık indisleri nK, nL, nM için:
nL > nK dır.
Şekilde görüldüğü gibi Ι2 ışık ışını camdan suya geçemez. Ι. yargı doğrudur.
Ι1 ışık ışını kırmızı ışık ışını olsaydı camdan suya geçe-
nM için kesin birşey söylenemez.
CEVAP E
bilirdi. ΙΙ. yargı doğrudur.
Ι2 ışık ışını mor ışık ışını olsaydı camdan suya geçemezdi. ΙΙΙ. yargı yanlıştır.
CEVAP B
OPTİK
301
3.
“MODEL SORU 4” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
K
nK
θK
I
.
1.
L
nL
θL
K
nK
I
α
θM
L
nL
Yalnız L ortamının yerine kırıcılık indisi nL den küçük olan
α
I
M
nM
M
nM
›
saydam bir ortam konulduğunda, θL artar, θM değişmez.
CEVAP C
Paralel saydam ortamlarda aradaki ortam devreden
çıkartılabilir. K ortamından M ortamına geçişte Snell
bağıntısı yazılırsa,
nK.sinθK = nM.sinθM
θK = θM
nK = nM olur.
θK ≠ θM olması için,
nK ≠ nM olmalıdır.
ΙΙ. işlem tek başına yapılmalıdır.
2.
ESEN YAYINLARI
CEVAP B
I
hava
θ1
K
•
4.
I
K
.
θ2
d
θL
n
θL
x
.
nL
L
.
θ2
hava
nK
θK
θ1
θM θM
M
Paralel kayma miktarı,
nM
θN
N
sin (θ 1 – θ 2)
bağıntısından bulunur.
x=d
cosθ 2
nN
x paralel kayma miktarı;
θ1 gelme açısının değişmesinden etkilenir.
Işık bir ortamdan başka bir ortama geçerken Sneel kanu-
d, levhanın kalınlığından etkilenir.
nuna uyarak kırılır. Buna göre;
Kullanılan ışığın rengi, levhanın ışığı kırma indisini
değiştirdiğinden θ2 açısı değişir.
CEVAP E
nK.siniK = nL.siniL = nM.siniM = nN.siniN
olur. Işığın izlediği yola baktığımızda;
iK = iN = 45°
iK = iN> iL > iM dir.
siniK = siniN > siniL > siniM olacağından,
nM > nL > nK = nN olur.
Yüzeyler paralel olduğundan M ortamı çıkarılırsa ışığın
izlediği yol değişmez.
CEVAP E
302
OPTİK
3.
G
“MODEL SORU 5” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
hava
1.
G1
K
•
göz
.
•
•
nK
•
d
s›v›
.
L
yatay
düzlem
düzlem
ayna
•K
d
•L
nL
G2
•M
•N
d1 > 2d olduğuna göre,
Görünür derinlik,
nK > nL ; d2 < 2d dir.
CEVAP B
d› =
1br 3 br
+
nh
n s›v›
d› =
1
3
+
= 1 + 2 = 3 br
1
3
2
Görüntüsünün gözden uzaklığı,
x = 2dı = 2.3 = 6 br
Buna göre, göz kendisini L noktasında görür.
ESEN YAYINLARI
CEVAP B
2.
göz
4.
K
•
d1=40cm
hava
d
hava
›
.
h
d2=80cm
su
.
düzlem ayna
yatay
düzlem
s›v›
Görünür derinlik,
d›
3/4 h
•
L
yatay
düzlem
Sıvının kırılma indisi,
d
d
= 1+ 2
n h n su
40 80
=
+
1
4
3
= 40 + 60
d› = h +
n
3
h s›v›
4 n hava
5
3 n
h = h + h. s›v›
2
4
1
3
3
h = h.n s›v› ⇒ nsıvı = 2 olur.
2
4
= 100 cm olur.
CEVAP D
Görüntüsünün gözden uzaklığı,
x = 2dı = 2 . 100 = 200 cm olur.
CEVAP C
OPTİK
303
5.
göz
“MODEL SORU 6” DAK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹
1.
hava
h
.
d›= h
–
2
d
.
su
.
yatay düzlem
›
d = d.
.
nh
n su
.
1
h
= d.
4
2
3
.
Kutu içerisindeki prizmaların durumu şekildeki gibi
olduğundan ışınlar şekildeki yolu izler.
3
h
= d.
4
2
CEVAP D
2h
olur.
4h = 6d & d =
3
2.
I1 ve I2 ışık ışınları K ve
L prizmalarından şekil-
CEVAP C
lerdeki yolu izliyeyerek P
kutusundan çıkar.
K
.
I1
.
I2
.
.
.
.
6.
ESEN YAYINLARI
.
göz
CEVAP D
3.
Y
nY = 3
C
K
X
.
I1
d2=20cm
I3
45°
45°
I2
•
Y
s›v›s›
I2›
L
d1=20cm
hava A
•
X
s›v›s›
nX = 2
B
›
I1
.
45°
45°
d3=30cm
45°
45°
yatay
düzlem
45°
.
›
›
›
Ι3 Ι2 Ι1
1 2 3
d1 d2 d3
+
+
nh nX nY
20 20 30
=
+
+
1
2
3
d› =
CEVAP B
4.
= 20 + 10 + 10
.
I1
= 40 cm olur.
›
I1
Buna göre, göz K cismini B noktasında görür.
CEVAP C
I2
.
.
.
›
I2
I1 ve I2 ışık ışınları kutu içerisindeki prizmalardan şekildeki gibi çıkarlar.
304
OPTİK
CEVAP B
IŞIĞIN KIRILMASI
1.
TEST - 1 İN ÇÖZÜMÜ
I
4.
K
VK
50°
.
40°
60°
60°
.
I
50°
.
M
VM
40°
.
M
nM
K
nK
L
VL
.
30°
.
L
nL
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nM > nK > nL
nK > nL dir. nM için kesin birşey söylenemez. A seçeneği
ilişkisi vardır.
kesinlikle doğrudur.
CEVAP A
Işığın yıyılma hızı kırılma indisi ile ters orantılıdır.
Buna göre, I ışık ışınının K, L, M ortamlarındaki yayılma
hızları arasında VL > VK > VM ilişkisi vardır.
CEVAP E
.
5.
K
nK
I
I
.
ESEN YAYINLARI
2.
.
.
L
nL
M
nM
K
nK
.
L
nL
.
M
nM
.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nL > nK > nM
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında nL > nK > nM
ilişkisi vardır.
CEVAP A
ilişkisi vardır.
CEVAP C
3.
çukur ayna
6.
I1
asal
eksen
I2
hava
su
.
•
M
K
I3
L
30°
•
• T
F
I1
M
30°
30°
I3
.
.
.
60°
60°
.
60°
.
düzlem ayna
I2
K, L, M prizmalarının kırılma indisleri arasında
Ι1 ve Ι2 ışık ışınları kendi üzerinden geri döner.
CEVAP C
nK = nM > nL ilişkisi vardır.
CEVAP B
OPTİK
305
7.
I
9.
I
60°
K
60°
.
.
•K
.
•
M
L
s›v›
30°
fiekil-I
•
K
L
45°
θ
hava
I
L›
yatay
düzlem
fiekil-II
.
.
düzlem ayna
KL uzunluğunu artırmak için ışığın sıvı ortamındaki kırılL
I
60°
ma açısı artırılmalıdır.
Buna göre, θ açısı artırılmalı, kullanılan ışığın frekansı
.
azaltılmalıdır.
θ açısı artarsa kırılma açısı da artacağından ışın kesikli
çizgi boyunca giderek KL uzunluğu artmış olur.
M
fiekil-III
Işığın frekansı azaltıldığında, dalga boyu büyür. Kırmızı
5
ışığın dalga boyu en büyüktür. Kırmızı ışık en az sapacağından ışık kesikli yolu izleyebilir. Bu durumda KL uzun-
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasında,
luğu artar.
nM > nL > nK ilişkisi vardır.
I ve III işlemleri tek başına yapılmalıdır.
Ι ışık ışını L-M saydam ortamlarında Şekil-ΙΙΙ teki 5
CEVAP D
yolunu izler.
8.
1
ESEN YAYINLARI
CEVAP E
2
10.
hava
N
.
.
I2
.
N
.
30°
s›v›
ns
.
θp
I
45°
I1
n1
np
n2
45°
.
fiekil-I
.
fiekil-II
Şekil-Ι ve Şekil-ΙΙ de Snell bağıntısı uygulanacak olursa,
n1 .
ns: azaltılmalıdır.
Â: artırılmalıdır.
n1
1
=
n2
2
CEVAP D
olur.
CEVAP B
OPTİK
np.sinθp > ns ve θp = A olduğundan,
np: artırılmalıdır.
2
1
= n2 .
2
2
n1
2
=
2
n2
Şekle göre Ι ışık ışınının tam yansıma yapması için,
np.sin > ns olmalıdır.
n 1 .sin45° n h .sin90°
=
n 2 .sin30° n h .sin90°
306
Â
30°
45°
IŞIĞIN KIRILMASI
TEST - 2 NİN ÇÖZÜMÜ
hava
1.
.
I
4.
K
42°
.
48°
48° 42°
nK
nM
L
nL
cam
.
M
I
42°
.
K, L, M ortamlarının kırılma indisleri arasnıda nM > nK > nL
4
ilişkisi vardır.
Şekilde görüldüğü gibi, I ışık ışını kesikli çizgilerle göste-
Işığın yayılma hızı kırılma indisi ile ters orantılıdır.
rilen yollardan 4 numaralı yolu izler.
Buna göre, I ışık ışınının K, L, M saydam ortamlarındaki
CEVAP D
yayılma hızları arasında VL > VK > VM ilişkisi vardır.
CEVAP A
5.
K
nK
I
.
.
L
nL
30°
.
M
nM
30°
.
I
P
nP
ESEN YAYINLARI
2.
.
.
hava
.
45°
nP
Snell bağıntısından,
nP.sin30° = nh.sin45°
K, L, M, P ortamlarının kırılma indisleri arasında
nP .
nL > nK > nP > nM ilişkisi vardır.
CEVAP A
1
2
= 1.
2
2
nP =
2 olur.
CEVAP C
6.
3.
K
I
5 br
θK
1br
.
L
nL
.
nK
2br
K
nK
L
2br
θL
5 br
α
M
nM
.
.
.
β
hava
I1
Snell bağıntısından,
I2
nK > nL
nK . sinθK = nL . sinθL
2
1
= nL .
5
5
nK 1
=
olur.
nL 2
.
nL
1br
nK .
.
nK > nM
nM > nL
CEVAP C
Buna göre, nK > nM > nL olur.
CEVAP B
OPTİK
307
7.
10.
L
nL
α
I
α
α
α
yatay
düzlem
.
h
s›v›
ns
.
.
düzlem ayna
nh.sinα = ns.sinβ bağıntısına göre, β açısını artırmak için
α açısı artırılmalı, ns azaltılmalıdır.
tanβ =
ΙΙ. yargı doğru olabilir.
r
h
r = h.tanβ
bağıntısına göre, h ve β açısı artırılmalıdır.
nK = nM > nL olabilir.
ΙΙΙ. yargı doğru olabilir.
Buna göre Ι ve ΙΙΙ artırılmalıdır.
CEVAP E
CEVAP E
8.
θ1
N
.
θ1
I
.
s›v›
ns
ESEN YAYINLARI
hava
np
θ2
.
n p .sinθ 1 = n s .sin90°
n p .sinθ 1 = n s
Prizmanın kırılma indisini hesaplamak için θ1 açısı ve
sıvının mutlak kırılma indisi bilinmelidir. Havanın kırılma
indisinin bilinmesine gerek yoktur.
CEVAP D
I
θ1
•
.
K
θ2
n
.
θ2
.
hava
x
θ1
x paralel kayma miktarı,
sin (i 1 – i 2)
bağıntısına göre,
cos i 2
d, levha kalınlığı ve gelme açısı θ1 e bağlıdır. Aynı zamanda levhanın kırılma açısı θ2 yi değiştireceğinden n ye
de bağlıdır. Bu durumda;
I, II ve III niceliklerine bağlıdır.
OPTİK
β
Hava ortamından sıvı ortamına geçişte Snell bağıntısı
nL > nK = nM olabilir.
308
α
yazılırsa,
Ι. yargı doğru olabilir.
x=d
.
ββ
nK = nL = nM olabilir.
d
O
β
nden geri döndüğüne göre,
hava
hava
.
•
• r •L
K r
Ι ışık ışını kırılmalar ve yansımalar sonunda kendi üzeri-
9.
I›
I
M
nM
düzlem ayna
K
nK
CEVAP E