Güncel saat:0:00Toplam süre:7:55
1 enerji puanı
Studying for a test? Prepare with these 3 lessons on Geometrik Optik.
See 3 lessons
Video açıklaması
Önceki videolarda olduğu gibi ışığın hızlı ilerlediği bir ortamdan çıkan bir ışık demetimiz var. Bu ışık demeti normalle teta açısı yapıyor. - Işık, hızlı ilerlediği ortamdan yavaş ilerlediği ortama geçsin. - - - - Işık, yavaş hareket ettiği ortamdan hızlı hareket ortama geçerken kırılma açısı ışığın gelme açısından büyük olur. şekle göre gelme açısı teta1, kırılma açısı teta2. üstteki ortam ışığın hızlı hareket ettiği ortam, alttaki ise yavaş hareket ettiği ortam. Bu durumda teta2 büyüktür teta1 çünkü ışık yavaş hareket ettiği ortamdan hızlı hareket ettiği ortama geçiyor. - - - Şimdi ışığı öyle bir teta3 açısıyla göndermek istiyorum ki kırılma açısı tam 90 derece olsun. - - Yani ışık üstteki ortama geçmesin. Eğer ışığı teta3 açısından daha büyük bir açıyla gönderirsem bu sefer ışık tamamen geri yansırdı, buna tam yansıma denir. - - Asıl sorumuza geri dönelim. Işığı öyle bir teta3 açısıyla göndermek istiyorum ki, kırılma açısı 90 derece olsun. Kırılma açısının 90 derece olduğu durumda teta3 açısına sınır açısı denir. çünkü teta3 açısından büyük herhangi bir açı için kırılma olmaz. Başka bir deyişle, kırılma olması için ışığın gelme açısı maximun sınır açısı olabilir. - Şimdi bu durumu bir örnek üzerinden anlamaya çalışalım. Ortam olarak yine altta su ve üstte hava seçelim. Suyun kırılma indisinin 1.33 - ve havanın kırılma indisinin 1.00029 olduğunu biliyoruz. - 1.00029 sayısını kolaylık olsun diye 1.00 alalım. Suyun içinden gelen ışık demeti için sınır açısının ne olduğunu bulmak istiyoruz. Şekilde sınır açısına teta_C diyelim. Hatırlayın: Sınır açısından büyük bir açıyla gelen ışık hava ortamına geçer, sınır açısında gelen ışık tam sınırdan geçer, ve sınır açısından büyük bir açıyla gelen ışık tam yansır. - Snell yasasını hatırlayalım. suyun kırılma indisi çarpı sinüs(teta_c) eşittir suyun kırılma indisi çarpı sinüs(90) - - trigonometriden sinüs90 'ın 1'e eşit olduğunu biliyoruz. - - Bunu birim çember üzerinden kolaylıkla görebilirsiniz. 0'dan 90 dereceye gittiğimizde çemberin üst noktasına geliriz. Bu bir birim çember olduğu için yarıçapı 1'dir. dolayısıyla sinüs90'da 1'e eşit olur. Eşitliğin her iki tarafını 1.33'e bölelim. Buradan sinüs(teta_c) = 1/1.33 bulunur. Eğer bu formülü sınır açısı problemleri için genelleştirisek sinüs(teta_c) = nf / ns olarak yazabiliriz, çünkü sınır açısı problemlerinde her zaman sinüs90=1 'dir. burada nf, ışığın hızlı hareket etiği ortamın indisi ns ise yavaş hareket ettiği ortamın kırılma indisi. - teta_c yi bulmak için sinüs fonksiyonunun tersini alıyoruz. O halde, teta_c = arcsin(1 / 1.33) olarak bulunur - - - Bu değeri hesap makinesinden hesaplayalım. teta_c = 48.8 derece olarak bulundu Demek ki gelen ışık demetini 48.8 derece açıyla gönderirsek ışık tam sınırda yoluna devam edecek. Ne kırılacak ne de tam yansıyacak. Eğer 48.8 dereceden küçük bir açıyla gönderirsek ışık kırılarak hava ortamına geçecek. - Tam 48.8 derece ile gönderirsek, ışık 90 derecelik bir açıyla kırılır, yani tam iki ortamın sınırında, suyun yüzeyinde yoluna devam eder. - - Bu durum fiber optik kabloların çalışma mekanizmasıdır. Işık, fiber optik kablo içine sınır açısından daha büyük bir açyla gelir. Böylelikle tam yansıma yapar ve hep kablonun içinde kalarak ilerler. - - - - - - Umarım bu örnek ilginizi çekmiştir. Şimdilik hoşçakalın.