Sorunun Çözümü
Işığın farklı ortamlarda kırılma prensiplerini ve ortamların kırıcılık indislerini kullanarak verilen durumları inceleyelim. Kırıcılık indisleri arasındaki ilişki genellikle şu şekildedir: $n_{hava} < n_{su} < n_{cam}$.
Kırılma kuralları:
- Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken ($n_1 < n_2$): Işık normale yaklaşarak kırılır. Yani, gelme açısı ($i$) kırılma açısından ($r$) büyük olur ($i > r$).
- Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken ($n_1 > n_2$): Işık normalden uzaklaşarak kırılır. Yani, gelme açısı ($i$) kırılma açısından ($r$) küçük olur ($i < r$).
Şimdi her bir durumu inceleyelim:
- 1. Durum: Cam'dan Su'ya geçiş
- Ortamlar: Cam (çok yoğun) $\to$ Su (az yoğun) ($n_{cam} > n_{su}$).
- Kural: Işık normalden uzaklaşarak kırılmalı ($i < r$).
- Şekildeki gözlem: Gelen ışın normale daha yakın, kırılan ışın normalden daha uzak. Yani $i < r$.
- Sonuç: Bu durum mümkündür.
- 2. Durum: Hava'dan Su'ya geçiş
- Ortamlar: Hava (az yoğun) $\to$ Su (çok yoğun) ($n_{hava} < n_{su}$).
- Kural: Işık normale yaklaşarak kırılmalı ($i > r$).
- Şekildeki gözlem: Gelen ışın normalden daha uzak, kırılan ışın normale daha yakın. Yani $i > r$.
- Sonuç: Bu durum mümkündür.
- 3. Durum: Su'dan Cam'a geçiş
- Ortamlar: Su (az yoğun) $\to$ Cam (çok yoğun) ($n_{su} < n_{cam}$).
- Kural: Işık normale yaklaşarak kırılmalı ($i > r$).
- Şekildeki gözlem: Gelen ışın normalden daha uzak, kırılan ışın normale daha yakın. Yani $i > r$.
- Sonuç: Bu durum mümkündür.
- 4. Durum: Cam'dan Hava'ya geçiş
- Ortamlar: Cam (çok yoğun) $\to$ Hava (az yoğun) ($n_{cam} > n_{hava}$).
- Kural: Işık normalden uzaklaşarak kırılmalı ($i < r$).
- Şekildeki gözlem: Gelen ışın normalden daha uzak, kırılan ışın normale daha yakın. Yani $i > r$. Bu, ışığın normale yaklaştığı anlamına gelir.
- Sonuç: Bu durum kurala aykırıdır. Işık normalden uzaklaşması gerekirken, normale yaklaşmıştır. Dolayısıyla bu durum imkansızdır.
Yukarıdaki 4 durumdan sadece 1 tanesi (4. durum) ışığın izleyemeyeceği bir yolu göstermektedir.
Cevap A seçeneğidir.