Prizmalar ve Renkler

Bikifi Instagram'da

Prizmalar

Birbirine paralel olmayan iki düzlem yüzeyle sınırlanan saydam cisimlere ışık prizması denir. Işık prizmalarının kırıcı yüzeyler arasında kalan açıya tepe açısı ya da kıran açı adı verilir. Tepe açısının karşısında ve kırıcı yüzeyleri birleştiren yüzeye de taban adı verilir. Aşağıdaki görselde tepe açısı ve taban gösterilmiştir.

Işık prizmasına gelen tek renkli ışın yüzeylerde kırılma kanunlarına uygun olarak davranır. Dalga boyları farklı olan her ışık ışını kırıcılık indisi farklı saydam ortamlar arasındaki geçişinde farklı açılarla kırılmaya uğrar. Bu sebeple farklı dalga boylarındaki ışınlar (farklı renkteki ışınlar) farklı kırılma açılarıyla kırılır. Işığın dalga boyu küçüldükçe kırılma indisi artmakta, dalga boyu büyüdükçe kırılma indisi küçülmektedir.

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi kırıcılık indisi ortamdan fazla olan prizmaya giren ışın normale yaklaşır, prizmadan havaya çıkışta ise normalden uzaklaşır. Diğer görselde görüldüğü gibi kırımızı ve mavi ışığın prizmaya giriş ve çıkış doğrultuları farklıdır. Mavi ışık kırmızı ışığa göre prizma içine girişte ve prizmadan çıkışta daha fazla kırılır.

Beyaz ışık polikromatik (çok renkli) ışık olarak da tanımlanır. İçinde çok sayıda renk ve dalga boyunda ışın barındırır. Işığın renklerine ayrılmasına spektrum oluşturma da denir. Güneş ışığı beyaz ışığa verilebilecek en güzel örnektir. Prizmaya gönderilen beyaz ışık aslında farklı dalga boylarına sahip birçok ışının demeti halinde gönderilmesidir. Bu durumda prizmaya gelen ışın demeti farklı dalga boylarından dolayı farklı açılarda kırılmaya uğrar. (Farklı renklerdeki ışıkların dalga boyları arasındaki ilişki λ_kırmızı … >λ_mavi … >λ_mor şeklindendir.)

Tam Yansıma

Işığın çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişinde sınır açısından daha büyük açıyla yüzeye gelmesi durumunda tam yansıma yapacağı ilkesinden yararlanılır.

Kesiti ikizkenar dik üçgen şeklinde olan prizmalara tam yansımalı prizmalar denir. Bu üçgenin açıları 45°, 45°, 90° dir. Camdan havaya geçişte sınır açısı 42° olduğundan bu prizmaya gönderilen ışık en az bir defa tam yansımaya uğrar. Prizmaya gönderilen bazı ışınların izlediği yollar aşağıdaki gibidir.

Aşağıdaki görselde prizmanın dik kenarlarından birine 0°<θ° <90° olacak şekilde θ açısıyla gönderilen A ve B ışınları gönderilmiştir. Işınlar prizma içine girerken normale yaklaşmaktadır. Bu ışınlar ikinci yüzeye ise sınır açısından daha büyük bir α açısıyla gelir ve yüzeyden tam yansıma yapar. Işınlar 3. yüzeye ise yüzeyin normaliyle β açısı yapacak şekilde gelir. β açısı daima 42° den küçük olacaktır. Işınlar prizmadan havaya geçişte normalden uzaklaşarak çıkar. Görselden de görüleceği gibi farklı renkteki ışınlar farklı kırılma açıları sebebi ile yer değiştirerek çıkmıştır.

Renkler

Güneş ışığı bir prizmadan geçtiğinde değişik renklere ayrılır. Bu renkler sırasıyla kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor olur. Bu sıralamanın nedeni ışıkların dalga boylarıdır. Görünür ışık içinde kırmızı ışık en büyük dalga boyuna sahipken mor ışık en küçük dalga boyuna sahiptir.

Güneş ışığındaki renklerden kırmızı, yeşil ve mavi renge ana renkler denir. İki ana renk ışığının karışımıyla oluşan renklere ise ara renkler denir. Sarı, magenta ve cyan ara renklerdir. Sarı renk kırmızı ve yeşil renklerin karışımı ile, magenta kırmızı ve mavi renklerin karışımı ile, cyan ise yeşil ve mavi renklerin karışımı ile oluşur. Üç ana renk veya üç ara renk karışımı ile beyaz ışık oluşur.

İki farklı sarı ışık vardır. Bunlardan biri Güneş ışığında bulunan saf (doğal) sarı ışık. Diğeri ise kırmızı ve yeşil ışığın karışımı ile ortaya çıkan karışım sarıdır. Sarı ışık ifadesi daima karışım sarıyı kastederken güneş ışığı veya beyaz ışık içindeki sarı ışık ifadesi saf sarı ışığı kasteder.

Karışımları beyaz rengi verebilecek iki renge tamamlayıcı renkler denir. Sarı (yeşil + kırmızı) ile mavi, kırmızı ile cyan (mavi +yeşil), magenta (kırmızı + mavi) ile yeşil tamamlayıcı renklerdir. Bu üç rengin karışımında daima beyaz renk oluşur çünkü kırmızı, yeşil ve mavi bir araya gelir.

Cisimlerin Işığı Yansıtması

Cisimler güneş ışığı ile aydınlatıldığında, üzerine renklerin karışımı olan ışık düştüğünden, cisimler bunlardan bir kısmını yansıtır ve değişik renklerde algılanırlar. Cisimler kendi rengini güçlü komşu renkleri zayıf yansıtır. Zayıf yansıyan renkler göz tarafından görünmediği için cisim güçlü yansıttığı renkte görünür. Bir cisim güneş ışığındaki tüm renkleri güçlü yansıtıyorsa beyaz, hiçbirini yansıtmıyorsa (soğuruyorsa) siyah, herhangi bir rengi yansıtıyorsa o renkte görünür.

Cisimlerin üzerine düşen ışıkları ve görünen renkleri örnekleyecek olursak:

• Siyah cismin üzerine beyaz ışık düştüğünde aslında altı farklı renk içeren bir ışık düşmüştür. Fakat siyah cisim bütün renkleri soğurur ve cisim siyah görünür.
• Kırmızı renkli cisim üzerine mavi ışık düşürüldüğünde yansıma olmaz ve cisim siyah görünür.
• Yeşil cisim üzerine mavi ışık düşürüldüğünde mavi zayıf yansır. Ancak zayıf ışık göz ile algılanamadığı için cisim siyah görünür.
• Sarı cisim üzerine yeşil ışık düşürüldüğünde yeşil renkli görünür. Çünkü sarı renk, yeşil ve kırmızının karışımı olduğundan yeşil ışık sarının kendi rengidir ve güçlü yansır.

Işığın Filtreden Geçişi

Belirli dalga boylarındaki ışığı geçirebilen saydam ortamlara ışık filtresi denir. Filtrelerden geçen ışığın renkleri ile filtrenin renkleri aynıdır. Beyaz ışık demeti, renkli cam filtreye geldiğinde filtre kendi rengindeki ışığı güçlü geçirirken komşu renkleri zayıf geçirir. Yani mavi filtre, mavi ışığı kuvvetli, yeşil ışığı zayıf geçirir. Sarı filtre; sarı ışığı, kırmızı ışığı ve yeşil ışığı kuvvetli geçirir.

Örneğin magenta _{(kırmızı + mavi)} renkli cam bir filtreye mavi ışık düşürüldüğünde mavi ışık güçlü geçer çünkü magentayı oluşturan renklerden birisi mavidir. Bu durumda ışığın geçtiği taraftan yani arkasından filtreye bakan bir gözlemci mavi renkli bir filtre görür.

Sarı (kırmızı + yeşil) renkli filtreye cyan (mavi + yeşil) renkli ışık düşerse ışığın içinde bulunan ve aynı zamanda filtrede de bulunan yeşil olduğu için yeşil ışık geçer.

Göz Kusurları

Gözlerimizde birer sıvı mercek bulunur. Bu mercek bakılan yerin uzaklığına göre odak uzaklığı değiştirebilecek özel bir tasarıma sahiptir. İnsan gözü uzağa veya yakına bakarken göz merceğinin bağlı olduğu küçük kaslar merceği şişkinleştirir ya da inceltir. Böylece görüntü net olarak retina tabakasına düşer.

Hipermetrop ve miyop göz kusurlarının sebeplerinden biri ince kenarlı göz merceğimizde meydana gelen bozukluktur. Bu göz bozukluklarının düzeltilmesi için mercekler ya da kontak lensler kullanılır. Miyop göz kusuru için kalın kenarlı kullanılırken, hipermetrop göz kusurunu düzeltmek için ince kenarlı mercek kullanılır.