Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Adım 1: Snell Yasasını Uygula
- Adım 2: Y-Z Geçişini İncele
- Adım 3: Ortamların Kırıcılık İndislerini Karşılaştır
- Adım 4: X Ortamından Z Ortamına Doğrudan Geçişi Belirle
Işığın X ortamından Y ortamına geçerken izlediği yolu inceleyelim. Gelen ışın normalle $50^\circ$ açı yaparken, kırılan ışın normalle $40^\circ$ açı yapmıştır. Snell Yasası'na göre:
$$n_X \sin(50^\circ) = n_Y \sin(40^\circ)$$
Açı küçüldüğü için ($50^\circ > 40^\circ$), ışık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçmiştir. Yani $n_X < n_Y$.
Işığın Y ortamından Z ortamına geçerken izlediği yolu inceleyelim. Gelen ışın normalle $40^\circ$ açı yaparken, kırılan ışın normalle $30^\circ$ açı yapmıştır. Snell Yasası'na göre:
$$n_Y \sin(40^\circ) = n_Z \sin(30^\circ)$$
Açı küçüldüğü için ($40^\circ > 30^\circ$), ışık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçmiştir. Yani $n_Y < n_Z$.
Yukarıdaki iki adımdan elde ettiğimiz sonuçları birleştirirsek:
$$n_X < n_Y < n_Z$$
Bu durumda, $n_X \sin(50^\circ) = n_Y \sin(40^\circ)$ ve $n_Y \sin(40^\circ) = n_Z \sin(30^\circ)$ eşitliklerinden, doğrudan X ve Z ortamları için bir ilişki kurabiliriz:
$$n_X \sin(50^\circ) = n_Z \sin(30^\circ)$$
Soru, X ortamından Z ortamına gönderilen ışının izlediği yolu sormaktadır. Eğer X ortamından Z ortamına ışın $50^\circ$ açıyla gelirse (normalle), kırılma açısı $\theta_Z$ ne olur?
$$n_X \sin(50^\circ) = n_Z \sin(\theta_Z)$$
Adım 3'teki eşitlikle karşılaştırdığımızda, $\sin(\theta_Z) = \sin(30^\circ)$ olduğunu görürüz. Dolayısıyla, $\theta_Z = 30^\circ$ olacaktır.
Yani, X ortamından $50^\circ$ açıyla gelen ışın, Z ortamına $30^\circ$ açıyla kırılacaktır. Bu durum, ışığın daha az yoğun ortamdan ($n_X$) daha çok yoğun ortama ($n_Z$) geçerken normale yaklaşmasını da doğrular ($50^\circ > 30^\circ$).
Bu açıklamalara göre, A seçeneği doğru yolu göstermektedir.
Cevap A seçeneğidir.