💡 7. Sınıf Fen Bilimleri: Işık kırılması Çözümlü Örnekler
1
Çözümlü Örnek
Kolay Seviye
Işık ışınlarının bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesine ışık kırılması denir. Aşağıdaki durumu inceleyelim:
Bir ışık ışını az yoğun bir ortamdan (örneğin hava), çok yoğun bir ortama (örneğin su) geçmektedir. Bu ışının izleyeceği yol ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
A) Normalden uzaklaşarak kırılır.
B) Normale yaklaşarak kırılır.
C) Doğrultu değiştirmeden geçer.
D) Geldiği ortama geri yansır.
Çözüm ve Açıklama
Işığın kırılma kurallarını hatırlayalım: 💡
Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçen ışık ışınları, o ortamda yavaşladığı için normale yaklaşarak kırılır.
Bu durumda ışığın kırılma açısı, gelme açısından daha küçük olur.
Örneğin; gelme açısı \( 50 \) derece ise, kırılma açısı \( 50 \) dereceden daha küçük bir değer alır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
2
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
Işığın farklı ortamlardaki süratleri arasındaki ilişki şöyledir:
Hava > Su > Cam
Buna göre, ışık ışını camdan havaya \( 30 \) derecelik bir gelme açısı ile gönderilirse, kırılma açısı \( x \) için aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
A) \( x < 30 \)
B) \( x = 30 \)
C) \( x > 30 \)
D) \( x = 0 \)
Çözüm ve Açıklama
Soruyu adım adım analiz edelim: 🔍
Işığın sürati ile ortamın yoğunluğu ters orantılıdır.
Süratin en az olduğu cam en yoğun ortam, süratin en fazla olduğu hava ise en az yoğun ortamdır.
Işık ışını çok yoğun (cam) ortamdan az yoğun (hava) ortama geçerken sürati artar.
Sürati artan ışın normalden uzaklaşarak kırılır.
Normalden uzaklaştığı için kırılma açısı \( x \), gelme açısı olan \( 30 \) dereceden daha büyük olmalıdır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır. \( x > 30 \)
3
Çözümlü Örnek
Günlük Hayattan Örnek
Bir bardağın içine su doldurup içine bir kalem bıraktığımızda, dışarıdan baktığımızda kalemin kırılmış gibi göründüğünü fark ederiz. ✏️
Bu olayın temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Işığın suda yansıması.
B) Suyun kalemi fiziksel olarak bükmesi.
C) Işığın sudan havaya geçerken kırılması.
D) Kalemin suda genleşmesi.
Çözüm ve Açıklama
Bu olay tamamen ışığın kırılmasıyla ilgilidir: 🌟
Kalemin su içindeki kısmından çıkan ışınlar, sudan (çok yoğun) havaya (az yoğun) geçerken kırılırlar.
Gözümüz, kırılan ışınların uzantısını takip ettiği için kalemi olduğu yerden farklı bir konumda algılar.
Bu durum, beynimizin ışığın her zaman doğrusal yayıldığını varsaymasından kaynaklanan bir göz yanılmasıdır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır.
4
Çözümlü Örnek
Yeni Nesil Soru
Bir balıkçı, durgun bir gölde suyun içindeki balığı avlamak istemektedir. Balıkçı, kıyıdan balığa baktığında onu olduğu yerden daha yakın görmektedir. 🐟
Buna göre balıkçının balığı vurabilmesi için nişan alması gereken yer ve olayın açıklaması hangi seçenekte doğru verilmiştir?
A) Gördüğü yere nişan almalıdır; çünkü ışık kırılmaz.
B) Gördüğü yerin biraz altına nişan almalıdır; çünkü balık aslında daha derindedir.
C) Gördüğü yerin biraz üstüne nişan almalıdır; çünkü balık aslında daha yüzeydedir.
D) Rastgele ateş etmelidir; su ışığı her yöne dağıtır.
Çözüm ve Açıklama
Görünür derinlik konusunu inceleyelim: 🚣♂️
Az yoğun ortamdan (hava), çok yoğun ortama (su) bakıldığında cisimler olduğundan daha yakın görünür.
Balıktan çıkan ışınlar sudan havaya geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
Balıkçı, kırılan ışınların uzantısında balığı gördüğü için balık aslında daha derindedir.
Bu yüzden balıkçı, gördüğü görüntünün biraz altına nişan almalıdır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
5
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
Işık ışını bir ortamdan diğerine geçerken normal üzerinden (dik) gelirse ne olur? 📐
Bu durumla ilgili aşağıda verilen bilgilerden hangisi yanlıştır?
A) Işın doğrultu değiştirmez.
B) Gelme açısı \( 0 \) derecedir.
C) Işığın sürati değişmez.
D) Kırılma açısı \( 0 \) derecedir.
Çözüm ve Açıklama
Işığın dik gelme durumunu analiz edelim: 📌
Işık ışını yüzeye dik (\( 90 \) derece açı ile) gelirse, yüzeyin normali üzerinden gelmiş olur.
Bu durumda gelme açısı \( 0 \) derecedir.
Işın doğrultu değiştirmeden diğer ortama geçer.
Ancak, ortam değiştiği için ışığın sürati kesinlikle değişir. Yoğun ortama girerse yavaşlar, az yoğun ortama girerse hızlanır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır (Çünkü sürat her zaman değişir).
6
Çözümlü Örnek
Zor Seviye
X, Y ve Z ortamlarının yoğunlukları arasındaki ilişki şöyledir:
Yoğunluk: X > Y > Z
Işık ışını önce X'ten Y'ye, sonra Y'den Z'ye gönderiliyor. Bu ışının izlediği yol ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A) Işın her iki geçişte de normale yaklaşır.
B) Işın her iki geçişte de normalden uzaklaşır.
C) X'ten Y'ye geçerken sürati azalır.
D) Z ortamındaki sürati en küçüktür.
Çözüm ve Açıklama
Ortam yoğunluklarını ve ışığın davranışını karşılaştıralım: 🧪
X'ten Y'ye geçiş: Çok yoğundan az yoğuna geçiş olduğu için ışın normalden uzaklaşır ve sürati artar.
Y'den Z'ye geçiş: Yine çok yoğundan az yoğuna geçiş olduğu için ışın tekrar normalden uzaklaşır ve sürati daha da artar.
Yoğunluk ile sürat ters orantılı olduğu için, yoğunluğu en az olan Z ortamında ışık en hızlıdır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
7
Çözümlü Örnek
Yeni Nesil Soru
Fiber optik kablolar, verileri ışık hızına yakın hızlarda iletmek için kullanılır. Bu kabloların çalışma prensibi ışığın bir ortamdan diğerine geçerken tam yansıma yapmasına dayanır. 🌐
Buna göre tam yansıma olayının gerçekleşmesi için ışık ışını hangi şartı sağlamalıdır?
A) Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama dik gelmelidir.
B) Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük bir açıyla gelmelidir.
C) Her zaman \( 45 \) derecelik açıyla gelmelidir.
D) Sadece boşlukta yayılmalıdır.
Çözüm ve Açıklama
Tam yansıma olayının şartlarını öğrenelim: 💡
Tam yansıma sadece ışık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken gerçekleşebilir.
Işığın gelme açısı, o iki ortam arasındaki sınır açısından büyük olmalıdır.
Bu durumda ışık diğer ortama geçemez ve geldiği ortama aynı açıyla geri döner.
Fiber optik teknolojisi, ışığın kablo içinde bu şekilde sürekli yansıyarak ilerlemesini sağlar.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
8
Çözümlü Örnek
Günlük Hayattan Örnek
Sıcak yaz günlerinde asfalt yola uzaktan bakıldığında yolun üzerinde su birikintisi varmış gibi görünür. Bu olaya serap olayı denir. 🏜️
Serap olayının gerçekleşme sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Asfaltın eriyerek sıvılaşması.
B) Gökyüzünün asfalttan aynadaki gibi yansıması.
C) Farklı sıcaklıktaki hava katmanlarının ışığı kırması.
D) Gözlerimizin sıcaktan bozulması.
Çözüm ve Açıklama
Serap olayının bilimsel açıklaması şöyledir: 🌡️
Yere yakın hava çok ısınır ve yoğunluğu azalır. Üstteki hava ise daha soğuk ve daha yoğundur.
Işık ışınları farklı yoğunluktaki bu hava katmanları arasından geçerken kırılmaya uğrar.
Işınlar tam yansıma yaparak gözümüze ulaştığında, sanki yerde su varmış ve gökyüzü oradan yansıyormuş gibi bir görüntü oluşur.
Bu durum tamamen ışığın kırılması ve tam yansıması ile ilgilidir.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır.
7. Sınıf Fen Bilimleri: Işık kırılması Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Işık ışınlarının bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesine ışık kırılması denir. Aşağıdaki durumu inceleyelim:
Bir ışık ışını az yoğun bir ortamdan (örneğin hava), çok yoğun bir ortama (örneğin su) geçmektedir. Bu ışının izleyeceği yol ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
A) Normalden uzaklaşarak kırılır.
B) Normale yaklaşarak kırılır.
C) Doğrultu değiştirmeden geçer.
D) Geldiği ortama geri yansır.
Çözüm:
Işığın kırılma kurallarını hatırlayalım: 💡
Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçen ışık ışınları, o ortamda yavaşladığı için normale yaklaşarak kırılır.
Bu durumda ışığın kırılma açısı, gelme açısından daha küçük olur.
Örneğin; gelme açısı \( 50 \) derece ise, kırılma açısı \( 50 \) dereceden daha küçük bir değer alır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
Örnek 2:
Işığın farklı ortamlardaki süratleri arasındaki ilişki şöyledir:
Hava > Su > Cam
Buna göre, ışık ışını camdan havaya \( 30 \) derecelik bir gelme açısı ile gönderilirse, kırılma açısı \( x \) için aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
A) \( x < 30 \)
B) \( x = 30 \)
C) \( x > 30 \)
D) \( x = 0 \)
Çözüm:
Soruyu adım adım analiz edelim: 🔍
Işığın sürati ile ortamın yoğunluğu ters orantılıdır.
Süratin en az olduğu cam en yoğun ortam, süratin en fazla olduğu hava ise en az yoğun ortamdır.
Işık ışını çok yoğun (cam) ortamdan az yoğun (hava) ortama geçerken sürati artar.
Sürati artan ışın normalden uzaklaşarak kırılır.
Normalden uzaklaştığı için kırılma açısı \( x \), gelme açısı olan \( 30 \) dereceden daha büyük olmalıdır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır. \( x > 30 \)
Örnek 3:
Bir bardağın içine su doldurup içine bir kalem bıraktığımızda, dışarıdan baktığımızda kalemin kırılmış gibi göründüğünü fark ederiz. ✏️
Bu olayın temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Işığın suda yansıması.
B) Suyun kalemi fiziksel olarak bükmesi.
C) Işığın sudan havaya geçerken kırılması.
D) Kalemin suda genleşmesi.
Çözüm:
Bu olay tamamen ışığın kırılmasıyla ilgilidir: 🌟
Kalemin su içindeki kısmından çıkan ışınlar, sudan (çok yoğun) havaya (az yoğun) geçerken kırılırlar.
Gözümüz, kırılan ışınların uzantısını takip ettiği için kalemi olduğu yerden farklı bir konumda algılar.
Bu durum, beynimizin ışığın her zaman doğrusal yayıldığını varsaymasından kaynaklanan bir göz yanılmasıdır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır.
Örnek 4:
Bir balıkçı, durgun bir gölde suyun içindeki balığı avlamak istemektedir. Balıkçı, kıyıdan balığa baktığında onu olduğu yerden daha yakın görmektedir. 🐟
Buna göre balıkçının balığı vurabilmesi için nişan alması gereken yer ve olayın açıklaması hangi seçenekte doğru verilmiştir?
A) Gördüğü yere nişan almalıdır; çünkü ışık kırılmaz.
B) Gördüğü yerin biraz altına nişan almalıdır; çünkü balık aslında daha derindedir.
C) Gördüğü yerin biraz üstüne nişan almalıdır; çünkü balık aslında daha yüzeydedir.
D) Rastgele ateş etmelidir; su ışığı her yöne dağıtır.
Çözüm:
Görünür derinlik konusunu inceleyelim: 🚣♂️
Az yoğun ortamdan (hava), çok yoğun ortama (su) bakıldığında cisimler olduğundan daha yakın görünür.
Balıktan çıkan ışınlar sudan havaya geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
Balıkçı, kırılan ışınların uzantısında balığı gördüğü için balık aslında daha derindedir.
Bu yüzden balıkçı, gördüğü görüntünün biraz altına nişan almalıdır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
Örnek 5:
Işık ışını bir ortamdan diğerine geçerken normal üzerinden (dik) gelirse ne olur? 📐
Bu durumla ilgili aşağıda verilen bilgilerden hangisi yanlıştır?
A) Işın doğrultu değiştirmez.
B) Gelme açısı \( 0 \) derecedir.
C) Işığın sürati değişmez.
D) Kırılma açısı \( 0 \) derecedir.
Çözüm:
Işığın dik gelme durumunu analiz edelim: 📌
Işık ışını yüzeye dik (\( 90 \) derece açı ile) gelirse, yüzeyin normali üzerinden gelmiş olur.
Bu durumda gelme açısı \( 0 \) derecedir.
Işın doğrultu değiştirmeden diğer ortama geçer.
Ancak, ortam değiştiği için ışığın sürati kesinlikle değişir. Yoğun ortama girerse yavaşlar, az yoğun ortama girerse hızlanır.
✅ Doğru Cevap: C şıkkıdır (Çünkü sürat her zaman değişir).
Örnek 6:
X, Y ve Z ortamlarının yoğunlukları arasındaki ilişki şöyledir:
Yoğunluk: X > Y > Z
Işık ışını önce X'ten Y'ye, sonra Y'den Z'ye gönderiliyor. Bu ışının izlediği yol ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A) Işın her iki geçişte de normale yaklaşır.
B) Işın her iki geçişte de normalden uzaklaşır.
C) X'ten Y'ye geçerken sürati azalır.
D) Z ortamındaki sürati en küçüktür.
Çözüm:
Ortam yoğunluklarını ve ışığın davranışını karşılaştıralım: 🧪
X'ten Y'ye geçiş: Çok yoğundan az yoğuna geçiş olduğu için ışın normalden uzaklaşır ve sürati artar.
Y'den Z'ye geçiş: Yine çok yoğundan az yoğuna geçiş olduğu için ışın tekrar normalden uzaklaşır ve sürati daha da artar.
Yoğunluk ile sürat ters orantılı olduğu için, yoğunluğu en az olan Z ortamında ışık en hızlıdır.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
Örnek 7:
Fiber optik kablolar, verileri ışık hızına yakın hızlarda iletmek için kullanılır. Bu kabloların çalışma prensibi ışığın bir ortamdan diğerine geçerken tam yansıma yapmasına dayanır. 🌐
Buna göre tam yansıma olayının gerçekleşmesi için ışık ışını hangi şartı sağlamalıdır?
A) Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama dik gelmelidir.
B) Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama sınır açısından büyük bir açıyla gelmelidir.
C) Her zaman \( 45 \) derecelik açıyla gelmelidir.
D) Sadece boşlukta yayılmalıdır.
Çözüm:
Tam yansıma olayının şartlarını öğrenelim: 💡
Tam yansıma sadece ışık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken gerçekleşebilir.
Işığın gelme açısı, o iki ortam arasındaki sınır açısından büyük olmalıdır.
Bu durumda ışık diğer ortama geçemez ve geldiği ortama aynı açıyla geri döner.
Fiber optik teknolojisi, ışığın kablo içinde bu şekilde sürekli yansıyarak ilerlemesini sağlar.
✅ Doğru Cevap: B şıkkıdır.
Örnek 8:
Sıcak yaz günlerinde asfalt yola uzaktan bakıldığında yolun üzerinde su birikintisi varmış gibi görünür. Bu olaya serap olayı denir. 🏜️
Serap olayının gerçekleşme sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Asfaltın eriyerek sıvılaşması.
B) Gökyüzünün asfalttan aynadaki gibi yansıması.
C) Farklı sıcaklıktaki hava katmanlarının ışığı kırması.
D) Gözlerimizin sıcaktan bozulması.
Çözüm:
Serap olayının bilimsel açıklaması şöyledir: 🌡️
Yere yakın hava çok ısınır ve yoğunluğu azalır. Üstteki hava ise daha soğuk ve daha yoğundur.
Işık ışınları farklı yoğunluktaki bu hava katmanları arasından geçerken kırılmaya uğrar.
Işınlar tam yansıma yaparak gözümüze ulaştığında, sanki yerde su varmış ve gökyüzü oradan yansıyormuş gibi bir görüntü oluşur.
Bu durum tamamen ışığın kırılması ve tam yansıması ile ilgilidir.