Fen Bilimleri 7. Sınıf Konu anlatımı

Ünite 04 Işığın Kırılması ve Mercekler Konu 1/2

Işığın Kırılması

Işığın farklı ortamlara geçerken hız ve doğrultu değiştirmesini, kırılma kurallarını ve cisimlerin farklı konumlarda görünmesini keşfedin.

Kazanımlar

18. Hafta18 Ocak – 22 Ocak

FB.7.4.1 Ortam değiştiren ışığın izlediği yolu gözlemleyerek kırılma olayına yönelik bilimsel çıkarım yapabilme

  1. a Işık ışınlarının kırılmasına yönelik nitelikleri tanımlar.
  2. b Farklı yoğunluklara sahip ortamlarda ışığın kırılmasına yönelik verileri toplayarak kaydeder.
7. Sınıf Fen Bilimleri Hava ve suda kırılan ışık

Konu araçları6 araç

Konu bölümleri

Işığın Kırılması ve Temel Kavramlar

Işık ışınlarının farklı yoğunluktaki saydam ortamlara geçerken izlediği yol temel kavramlarla açıklanır.

Kırılma Şartları;

  • Işığın farklı bir saydam ortama geçerken doğrultu ve hız değiştirmesine ışığın kırılması denir.
  • Kırılmanın gerçekleşmesi için ışığın farklı yoğunluktaki ortama dik açıdan farklı bir açıyla gelmesi gerekir.

Temel Çizgiler ve Açılar;

  • Işığın yüzeye temas ettiği yerden dik (90°) çizildiği varsayılan kesikli çizgiye yüzeyin normali (N) denir.
  • Bir ortamdan diğer saydam ortama ulaşan ışına gelen ışın adı verilir.
  • İkinci saydam ortama geçerken doğrultusu değişen ışına kırılan ışın denir.
  • Gelen ışın ile normal arasındaki açıya gelme açısı denir.
  • Kırılan ışın ile normal arasındaki açıya kırılma açısı adı verilir.

Not Su dolu bardağa bırakılan kalemin kırılmış gibi görünmesi ışıktaki doğrultu değişiminden kaynaklanır.

Dikkat Gelme ve kırılma açıları yüzeyle değil, yüzeyin normaliyle yapılan açılardır.

Kırılma Kanunları ve Işığın İzlediği Yollar

Işığın farklı ortamlara geçerken izlediği doğrultu ve yayılma hızı kırılma kanunlarına göre belirlenir.

Kırılma Kanunları;

  • Gelen ışın, yüzeyin normali ve kırılan ışın her zaman aynı düzlemdedir.
  • Işık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır.
  • Normale yaklaşarak kırılmada kırılma açısı, gelme açısından daha küçüktür.
  • Işık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
  • Normalden uzaklaşarak kırılmada kırılma açısı, gelme açısından daha büyüktür.

Yoğunluk ve Işık Hızı İlişkisi;

  • Saydam ortamın yoğunluğu arttıkça ışığın yayılma hızı azalır.
  • Yüzeye dik (90°) gelen ışınlar kırılmadan diğer ortama geçer; yalnızca hızı değişir.

Dikkat Dik gelen ışının doğrultusu değişmez ancak ortam yoğunluğuna göre hızı mutlaka değişir.

Günlük Yaşamda Kırılma ve Beyaz Işığın Ayrılması

Işığın kırılması günlük yaşamda cisimlerin konumlarını farklı algılamamıza ve ışığın renklere ayrılmasına yol açar.

Görünür Derinlik;

  • Az yoğundan çok yoğun ortama bakan gözlemci cisimleri gerçek konumundan daha yakında görür.
  • Balık tutan kişinin balığı yüzeye yakın görmesi az yoğundan çok yoğuna bakışa örnektir.
  • Çok yoğundan az yoğun ortama bakan gözlemci cisimleri gerçek konumundan daha uzakta görür.
  • Sudaki bir dalgıcın kıyıdaki insanı olduğundan daha yukarıda görmesi bu kuralın sonucudur.

Beyaz Işığın Ayrılması;

  • Güneş ışığı olan beyaz ışık tüm renklerin birleşiminden oluşur.
  • Prizmaya eğik gelen beyaz ışık iki kez kırılarak yedi renge ayrılır.
  • Ayrılan renkler sırasıyla kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mor şeklindedir.
  • Gökkuşağı ve sabun köpüğündeki renkler ışığın su damlalarında kırılması ve yansımasıyla oluşur.

Dikkat Gökkuşağı yalnızca kırılmayla değil, su damlacıklarında kırılma ve yansımanın birlikte gerçekleşmesiyle oluşur.

Detaylı konu anlatımı

Işığın Kırılması ve Temel Kavramlar

Işığın Kırılması

Işık ışınlarının saydam bir ortamdan yoğunluğu farklı başka bir saydam ortama geçerken doğrultu ve hız değiştirerek ilerlemesine ışığın kırılması adı verilir.

Kırılma olayının gerçekleşmesi için ışığın ortam değiştirmesi ve bu ortamların yoğunluklarının birbirinden farklı olması gerekir. Ayrıca ışık ışınlarının ayırıcı yüzeye dik açıdan farklı bir açıyla gelmesi şarttır.

Kırılma ile İlgili Temel Kavramlar

Işığın kırılmasını açıklamak için kullanılan temel terimler ve geometrik çizgiler şunlardır:

Yüzeyin normali (N), ışığın yüzeye temas ettiği noktadan yüzeye dik (90 derece) olarak çizildiği varsayılan kesikli çizgidir.

Gelen ışın, bir saydam ortamdan diğer saydam ortama ulaşan ışık ışınıdır.

Kırılan ışın, yoğunluğu farklı olan ikinci saydam ortama geçerken doğrultu değiştiren ışındır.

Gelme açısı, gelen ışın ile yüzeyin normali arasında kalan açıdır.

Kırılma açısı, kırılan ışın ile yüzeyin normali arasında oluşan açıdır.

Kırılma Kanunları ve Işığın İzlediği Yollar

Kırılma Kanunları

Işık ışınlarının ortam değiştirirken izlediği yollar belirli kurallarla açıklanır. Kırılma kanunları şu esaslara dayanır:

Gelen ışın, yüzeyin normali ve kırılan ışın her zaman aynı düzlemdedir.

Işık ışınları az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır. Bu geçişte kırılma açısı gelme açısından daha küçüktür.

Işık ışınları çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Bu durumda kırılma açısı gelme açısından daha büyüktür.

Işığın Ortamdaki Hızı

Işığın yayılma hızı geçiş yaptığı saydam ortamın yoğunluğuna bağlıdır. Saydam ortamın yoğunluğu arttıkça ışığın hızı azalır.

İki ortamı ayıran yüzeye dik (90 derecelik açıyla) gelen ışık ışınları kırılmaya uğramadan diğer ortama geçer. Bu ışınların doğrultusu değişmez, ancak ortamın yoğunluğuna bağlı olarak yalnızca hızı değişir.

Günlük Yaşamda Kırılma ve Beyaz Işığın Ayrılması

Cisimlerin Bulundukları Konumdan Farklı Görünmesi

Farklı ortamlardan bakan gözlemciler cisimleri gerçek konumlarından farklı yerlerde algılar.

Az yoğun ortamdan (hava) çok yoğun ortama (su) bakan bir gözlemci, cisimleri gerçekte bulundukları konumdan daha yakında görür. Balık tutan birinin sudaki balığı yüzeye yakın görmesi ya da havuz dibindeki madenî paranın daha yukarıda algılanması bu sebeptendir.

Çok yoğun ortamdan (su) az yoğun ortama (hava) bakan bir gözlemci ise cisimleri gerçek konumlarından daha uzakta görür. Su altındaki bir dalgıcın iskeledeki insanı olduğundan daha yukarıda ve uzakta görmesi bu kuralın sonucudur.

Beyaz Işığın Renklerine Ayrılması

Güneş ışığı gibi beyaz ışıklar aslında tüm renklerin birleşiminden oluşur. Prizmaya eğik açıyla gönderilen beyaz ışık iki defa kırılarak bileşenlerine ayrılır.

Işık sırasıyla kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mor renklere ayrılır. Yağmur sonrasında oluşan gökkuşağı ve sabun köpüklerindeki renklenmeler, ışığın su damlacıklarında kırılması ve yansıması sonucu gerçekleşir.

Konuyu anlama alıştırmaları

Işığın Kırılması ve Temel Kavramlar

Dene: Şeffaf bir su bardağını yarısına kadar suyla doldurup içine bir kalem bırakınız. Kaleme tam üstten dik olarak ve yandan eğik açıyla bakarak görüntüsündeki değişimi gözlemleyiniz.

Kırılma Kanunları ve Işığın İzlediği Yollar

Karşılaştır: Işığın az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçişi ile çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişini kırılma açısı ve hız değişimi açısından kıyaslayınız.

Günlük Yaşamda Kırılma ve Beyaz Işığın Ayrılması

Hayal Et: Berrak bir havuzun tabanında duran bir anahtarı uzun bir sopayla almaya çalışan bir kişinin anahtarı neden ilk hamlede ıskalayabileceğini hayal ediniz.

Özet

  • Işığın Kırılması: Işığın farklı yoğunluktaki saydam ortama geçerken doğrultu ve hız değiştirmesidir.
  • Yüzey Normali: Işığın yüzeye değdiği noktadan dik olarak çizilen varsayımsal çizgidir.
  • Gelen Işın: Bir saydam ortamdan diğer saydam ortama ulaşan ışıktır.
  • Kırılan Işın: Farklı ortama geçerken doğrultu değiştiren ışık ışınıdır.
  • Gelme Açısı: Gelen ışın ile yüzey normali arasında oluşan açıdır.
  • Kırılma Açısı: Kırılan ışın ile yüzey normali arasındaki açıdır.
  • Çok Yoğun Ortama Geçiş: Işığın normale yaklaşarak kırıldığı ve hızının azaldığı durumdur.
  • Az Yoğun Ortama Geçiş: Işığın normalden uzaklaşarak kırıldığı ve hızının arttığı durumdur.
  • Dik Gelen Işın: Yüzeye 90 derece açıyla gelip doğrultu değiştirmeden ilerleyen ışıktır.
  • Görünür Derinlik: Havadan suya bakan gözlemcinin cisimleri gerçek yerinden daha yakında görmesidir.
  • Görünür Uzaklık: Sudan havaya bakan gözlemcinin cisimleri gerçek yerinden daha uzakta görmesidir.
  • Işık Prizması: Beyaz ışığı kırarak kırmızıdan mora kadar renklere ayıran optik araçtır.

Düşün ve yorumla

Sence su altı canlılarını avlayan balıkçıllar ve dalgıç kuşları, avlarını ıskalamamak için ışığın kırılmasından kaynaklanan bu yanılsamayı nasıl telafi ediyor olabilir?

…soru

Kavrama testi

Ne kadar anladın?

Kavrama testiyle kendini dene. Yarım bıraktığın test kaldığın yerden devam eder.