💡 10. Sınıf Fizik: Yansımalar Çözümlü Örnekler

Yansıma kanunlarını hatırlayalım:

• Gelen Işın: Aynaya çarpan ışındır.
• Yüzey Normali: Aynaya dik çizilen hayali çizgidir.
• Geliş Açısı (i): Gelen ışın ile normal arasındaki açıdır.
• Yansıma Açısı (r): Yansıyan ışın ile normal arasındaki açıdır.

Çözüm adımları:

• Normal, ayna yüzeyi ile \( 90^\circ \) açı yapar.
• Işın ile ayna yüzeyi arasındaki açı \( 30^\circ \) ise, geliş açısı \( i = 90 - 30 = 60^\circ \) olur.
• Yansıma kanununa göre geliş açısı yansıma açısına eşittir: \( i = r \).
• Bu durumda yansıma açısı \( r = 60^\circ \) olarak bulunur. ✅

Soruda verilen bilgileri adım adım analiz edelim:

• Gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki toplam açı \( i + r \) formülü ile ifade edilir.
• Yansıma kuralına göre \( i = r \) olduğundan, toplam açı \( 2 \times i = 80^\circ \) olur.
• Buradan geliş açısı \( i = 40^\circ \) bulunur.
• Bizden istenen, ışının ayna yüzeyi ile yaptığı açıdır.
• Normal ile yüzey arasındaki açı \( 90^\circ \) olduğundan;
• Ayna ile yapılan açı \( = 90 - i \)
• Ayna ile yapılan açı \( = 90 - 40 = 50^\circ \) olarak hesaplanır. 🎯

Düzlem aynalarda yansıma prensiplerinden biri ayna dönme kuralıdır:

• Gelen ışın sabit kalmak şartıyla, bir düzlem ayna \( a \) açısı kadar döndürülürse, yansıyan ışın aynı yönde \( 2 \times a \) kadar döner.
• Bu soruda ayna \( a = 10^\circ \) döndürülmüştür.
• Yansıyan ışındaki sapma miktarı \( = 2 \times 10 = 20^\circ \) olur. 🚀

Not: Bu kural, optik sistemlerde hassas ölçümler yapılırken sıkça kullanılır.

Düzlem aynada görüntü oluşumu özelliklerini kullanalım:

• Cismin aynaya olan uzaklığı, görüntünün aynaya olan uzaklığına eşittir.
• Kaynak aynaların ortasında olduğu için her bir aynaya olan uzaklığı \( 40 \div 2 = 20 \) cm'dir.
• 1. Aynadaki görüntü: Aynanın arkasında \( 20 \) cm uzaklıkta oluşur.
• 2. Aynadaki görüntü: Diğer aynanın arkasında \( 20 \) cm uzaklıkta oluşur.
• İki görüntü arasındaki toplam mesafe:
• Mesafe \( = 20 \) (1. görüntüden aynaya) \( + 40 \) (aynalar arası) \( + 20 \) (2. aynadan görüntüye)
• Mesafe \( = 80 \) cm olarak bulunur. ✅

Bu durum düzlem aynaların görüntü özellikleriyle doğrudan ilgilidir:

• Simetri Özelliği: Düzlem aynada oluşan görüntüler, cisme göre sağ-sol tersliği (lateral inversiyon) gösterir.
• Kullanım Amacı: Öndeki araç sürücüsü, dikiz aynasına (düzlem ayna) baktığında arkadan gelen ambulansın üzerindeki ters yazıyı düz olarak okur.
• Bu sayede sürücü, arkadaki aracın bir ambulans olduğunu hızlıca fark eder ve yol verir. 💡
• Düzlem aynada görüntü her zaman sanal (zahiri), düz ve cisimle aynı boydadır.

Görüş alanı sorularında şu adımlar izlenir:

• Gözlemcinin aynadaki görüntüsü bulunur.
• Görüntüden aynanın her iki ucuna ışınlar çizilir.
• Bu ışınların ayna önünde (veya arkasındaki duvarda) sınırladığı bölge görüş alanıdır.
• Analiz: Gözlemci aynaya yaklaştığında, aynanın uçlarına gönderilen ışınların arasındaki açı genişler.
• Bu durum, arkadaki düzlemde (duvarda) görülen bölgenin artmasına neden olur. 📈
• Önemli İstisna: Gözlemci aynaya yaklaşırken kendi vücudunda gördüğü bölge değişmezken, arkasındaki duvar gibi uzak nesnelerde gördüğü alan artar.

Periskop, ışığın iki kez yansıması prensibine dayanır:

• Periskopun içinde, birbirine paralel ve gelen ışıkla \( 45^\circ \) açı yapacak şekilde yerleştirilmiş iki adet düzlem ayna bulunur.
• Üstteki aynaya gelen ışınlar \( 90^\circ \) saparak aşağı doğru yansır.
• Aşağı gelen bu ışınlar, alttaki ikinci aynaya çarparak tekrar \( 90^\circ \) sapar ve gözlemcinin gözüne ulaşır.
• Bu sayede toplamda ışık \( 180^\circ \) yön değiştirmiş olur ve engelin arkasındaki görüntü taşınır. 🔭
• Bu düzenek, yansıma kanunlarının (\( i = r \)) en temel uygulama alanlarından biridir.

Adım adım ışın takibi yapalım:

• 1. Aynaya geliş açısı \( i = 30^\circ \) olsun (normalle yapılan açı).
• Işın 1. aynadan \( 30^\circ \) ile yansır.
• Aynalar birbirine dik (\( 90^\circ \)) olduğu için, 1. aynadan yansıyan ışın 2. aynaya \( 90 - 30 = 60^\circ \) açı ile gelir.
• 2. Aynadan yansıma açısı da \( 60^\circ \) olur.
• Kural: Aralarında \( 90^\circ \) olan iki aynaya gelen bir ışın, iki yansıma sonrası geldiği yola paralel ve ters yönde geri döner.
• Bu durumda ışın toplamda \( 180^\circ \) sapmış olur. 🔄
• Bu düzeneklere "köşe yansıtıcı" denir ve bisiklet kedigözlerinde veya ay yüzeyine bırakılan lazer yansıtıcılarında kullanılır.