Yansıma, kırılma ve kırma indisi, ışığın davranışını ve optik cihazların çalışmasını anlamak için önemlidir. Bu prensipler, birçok optik cihazın tasarımında ve malzemelerin optik kalitesini belirlemek için kullanılır.
Geçerli olan ilkeler şunlardır:
1) Gelen ışığın normalle yaptığı açı, yansıyan ışığın normalle yaptığı açıya eşittir.
2) Gelen ve yansıyan ışığınlar aynı düzlemde bulunurlar.
3) Kırılmanın değeri ışığın geliş açısının eğikliğine ve ışığın her iki ortamdaki göreceli hızına bağlıdır. Diğer bir deyimle geliş açısı ve iki ortamdaki hız farkı ne kadar büyükse, kırılma da o kadar büyüktür.
4) Kırılma indisi (nAB)=Sin i / Sin r = VA/VB=(i=geliş açısı, r=kırılma açısı, VA ve VB ışığın havadaki ve yoğun ortamdaki hızları) ışığın havadaki hızı 1 birim olarak alındığında, yoğun 23, y ortamın havaya göre kırma indisi nAB=1/VB olur.
Vakumda kırma indisi (n)= 1olup, diğer tüm malzemeler için n>1 dir.
Minerallerin çoğunun kırılma indisleri (n) 1.4 ila 2.0 arasındadır. Yüksek kırılma indisleri, ışığın daha düşük hızda ilerlediği bir ortamlara aittir.
Snell Kanunu :
Işığın yoğun bir ortamda ne kadar büküleceğini hesaplamak için kullanılabilir. Örneğin; hava ortamından (n~1) su ortamına (n=1.33) giren bir ışığın geliş açısı 45o ise kırılma açısı Snell kanuna göre hesaplanırsa 32o dir.
Yansıma
Yansıma, ışığın bir yüzeyden geri yansıması olayıdır. Bu olay, ışığın davranışını ve optik cihazların çalışmasını anlamak için önemlidir. Yansıma, materyal yüzeyinin düzgünlüğüne bağlı olarak farklı açılarda gerçekleşebilir.
Bir yüzeyden gelen ışık, yüzey normali ile aynı açıda yansıyacak şekilde yansıtılır. Bu açı, gelen ışın ve yüzey normalinin arasındaki açıya eşittir. Bu olaya “yansıma açısı” denir. Yansımanın düzgün bir şekilde gerçekleşmesi için yüzeyin düzgün ve pürüzsüz olması gerekir. Bu nedenle, yansımanın en iyi şekilde gerçekleştiği yüzeyler, cam, metal ve su gibi düzgün yüzeylere sahip malzemelerdir.
Yansıma, optik cihazlar ve yansıtıcılar için önemlidir. Örneğin, aynalar, yansıtıcı teleskoplar ve projeksiyon cihazları, yansıma olayına dayanır. Ayrıca, optik fiberler de yansıma prensibine dayanarak çalışır.
Kırılma
Kırılma, ışığın bir ortamdan diğer bir ortama geçerken ışın yönünün değişmesi olayıdır. Bu olay, ışığın davranışını ve optik cihazların çalışmasını anlamak için önemlidir. Kırılma, ışığın hızının farklı ortamlarda değişmesinden kaynaklanır. Bir ortamdan diğerine geçen ışık, ortamların yoğunluğuna ve ışığın açısına bağlı olarak kırılabilir. Kırılmanın şiddeti, kırma indisi adı verilen bir sayı ile belirlenir. Kırma indisi, bir ortamın ışığı kırma kabiliyetini gösterir ve bir ortamın yoğunluğu ile doğrudan ilişkilidir.
Kırılma, lensler, camlar, prizmalar ve diğer optik cihazların çalışmasında önemlidir. Lensler, ışığın kırılmasını kullanarak görüntüleri büyütür veya küçültür. Prizmalar, ışığı kırarak renkli spektrumları oluşturabilir.
Kırma İndisi
Kırma indisi, bir ortamın ışığı kırma kabiliyetini ölçen bir sayıdır. Kırma indisi, bir ortamın yoğunluğu ve ışığın hızı arasındaki ilişkiye bağlıdır. Bu sayı, bir ortamın ışığı kırma derecesini belirler. Kırma indisi, bir ortamın ışığın hızını azaltma derecesini belirten bir sayıdır. Işığın, havadan cam veya sudan geçerken hızı azalır. Bu nedenle, havadan cam veya sudan geçen ışık kırılır. Kırma indisi, bir ortamın ışığı kırma kabiliyetini belirleyen bir özelliktir ve bir ortamın yoğunluğu ile doğrudan ilişkilidir.
Bir ortamın kırma indisi, bir başka ortamın kırma indisiyle karşılaştırılarak belirlenir. Bu karşılaştırma, Snell Yasası adı verilen bir prensibe dayanır. Snell Yasası, ışığın bir ortamdan diğerine geçerken açısının değişmesini açıklar. Yasaya göre, ışık, iki ortamın sınır yüzeyine dik olarak gelirse, sınır yüzeyinden geçer ve doğrultusunu değiştirir.
Kırma indisi, birçok optik cihazın tasarımında kullanılır. Örneğin, lensler, prizmalar ve optik fiberler, kırma indisi prensibine dayanarak çalışır. Lensler, kırma indisi farklılıklarını kullanarak ışığı kırarak ve odaklayarak görüntülerin büyütülmesini veya küçültülmesini sağlar. Prizmalar, ışığı kırarak renkli spektrumları oluşturur. Optik fiberler, ışığı bir uçtan diğerine taşıyarak bilgi transferi sağlar.
Kırma indisi, malzemelerin optik özelliklerini ölçmek için de kullanılır. Örneğin, cam ve plastik gibi malzemelerin kırma indisi, bu malzemelerin optik kalitesini belirleyen bir faktördür. Bu nedenle, bu malzemelerin imalatı sırasında kırma indisi önemli bir özelliktir