7. Sınıf Fen Bilimleri Işığın Kırılması ve Mercekler Test 5 Çöz

Karanlık bir laboratuvarda kalın kenarlı bir merceğe soldan birbirine paralel ışık demeti gönderiliyor. Mercekten sonra aynı eksene dik tutulan birinci beyaz perde mercekten 10 cm uzakta, ikinci perde ise 30 cm uzakta bulunuyor. Birinci perdedeki ışıklı alan daha küçükken ikinci perdedeki ışıklı alan belirgin biçimde genişliyor. Deney raporuna, “Işık ikinci perdede daha geniş alana yayıldığına göre orada odaklanmıştır.” cümlesi yazılıyor.

Görselde bir optik tasarım masasında üç ayrı görev gösteriliyor: solda çok küçük bir mineralin ayrıntılarının büyütülerek incelenmesi, ortada geniş bir koridorun tek mercekle daha küçük görüntüsünün izlenmesi, sağda ise paralel ışınların bir algılayıcının küçük yüzeyinde birleştirilmesi. Araçların saydam merceklerle çalışması ve en temel mercek özelliklerinden yararlanması isteniyor.

Bir fotoğraf atölyesinde aynı makineyle uzak bir yapıdan ve yakındaki küçük bir süsten art arda görüntü alınmak isteniyor. Makinenin önündeki saydam, ince kenarlı optik parça değiştirilmiyor; buna karşın iki çekimde net görüntü elde etmek için odaklama ayarı yapılıyor. Bir katılımcı, “Mercek aynı olduğuna göre net görüntü için bütün uzaklıklar da aynı kalmalıydı.” diyor.

Bir bilim merkezinin karanlık odasında küçük bir nesnenin ışıklı görüntüsünü, nesneye bakmadan uzaktaki beyaz bir perde üzerinde elde etmek amaçlanıyor. Depoda bir kalın kenarlı ve bir ince kenarlı mercek bulunuyor. İlk denemede kalın kenarlı mercekten geçen ışınlar dağıldığından perdede istenen net görüntü elde edilemiyor. Malzemelerin yeri ayarlanabiliyor ancak ikinci bir ayna kullanılmayacak.

Görselde eş biçimli iki ince kenarlı mercek ayrı düzeneklerde kullanılıyor. Birinci mercek asal eksenine paralel ışınları sağında birleştiriyor. Aynı çift tarafı dışbükey mercek, ön ve arka yüzü yer değiştirecek biçimde çevrilip ikinci düzeneğe takılıyor; kaynak ve bulunduğu saydam ortam aynı kalıyor. Mercek her iki yönden bakıldığında da ortası kalın, kenarları ince olacak şekilde simetrik üretilmiştir.

İki beyaz perde arasına cam bir prizma yerleştirilerek Güneş ışığını temsil eden beyaz ışık demeti geçiriliyor. İlk perdede prizmadan çıkan renkler belirgin biçimde ayrışmış görülüyor. Perde prizmaya yaklaştırıldığında renkli bölgelerin birbirine daha yakın düştüğü ve bazı bölgelerde üst üste geldiği gözleniyor. Işık kaynağı ile prizma değiştirilmediği hâlde çizgilerin genişliği değişiyor.

Görselde havanın içinde duran küresel bir saydam cam cisme, tam merkezinden geçecek biçimde yatay bir ışın gönderiliyor. Işın kürenin sol yüzeyine ve sağ yüzeyine her iki noktada da yüzeye dik doğrultuda ulaşıyor. Camın içindeki ışık hızı havadakinden daha düşük. Kürenin yüzeyindeki kesikli çizgiler, ışının yüzeye değdiği noktalardaki normal doğrultularını belirtiyor.

Bir yüzme tesisinde suya batırılmış uzun bir işaret çubuğunun dışarıda kalan bölümü düz görülürken, su içinde kalan bölümü yan taraftan bakıldığında yer değiştirmiş gibi görünüyor. Aynı çubuk sudan çıkarılıp düz zemine yatırıldığında hiçbir eğrilik belirlenmiyor. Havuzun suyu ve çubuğun yapısı deney boyunca değişmiyor.

Görselin sol bölümünde suyun içindeki dalgıç, su üstünde duran bir tekneye bakıyor. Sağ bölümünde ise teknedeki kişi suyun içindeki bir deniz yıldızına bakıyor. Suyun yüzeyi sakin, ortamlar saydam ve görüntüler ışığın su–hava sınırında kırılması nedeniyle oluşuyor. Gözlemciler nesnelerin gerçek yerlerini değil, gözlerine gelen ışınların doğrultusuna göre algıladıkları yerleri bildiriyor.

Bir optik ölçüm atölyesinde aynı renkli lazerle dört deneme yapılıyor. Işığın farklı saydam ortamların sınırına eğik ya da dik gönderildiği bu denemelerde ölçüm sonuçları şu şekilde kaydediliyor: I. Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama eğik geçişte hızı azalıyor, ışın normale yaklaşıyor. II. Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama eğik geçişte hızı artıyor, ışın normalden uzaklaşıyor. III. Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama eğik geçişte hızı azalıyor, ışın normalden uzaklaşıyor. IV. Yüzeye dik girişte hız değişebiliyor ancak ışının doğrultusu korunuyor.