Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Gelme Açılarının Hesaplanması:
Soruda verilen açılar, ışınların yüzeyle yaptığı açılardır. Kırılma olayında önemli olan, ışının yüzeyin normaliyle (N') yaptığı gelme açısıdır. Normal, yüzeye dik olduğu için gelme açısı \(\theta_i = 90^\circ - \text{yüzey açısı}\) olarak bulunur.
- X ışını için gelme açısı: \(\theta_{i,X} = 90^\circ - 50^\circ = 40^\circ\)
- Y ışını için gelme açısı: \(\theta_{i,Y} = 90^\circ - 48^\circ = 42^\circ\)
- Z ışını için gelme açısı: \(\theta_{i,Z} = 90^\circ - 40^\circ = 50^\circ\)
- Sınır Açısı Bilgisi:
K ortamından L ortamına geçerken sınır açısı \(\theta_c = 42^\circ\) olarak verilmiştir. Sınır açısının varlığı, ışığın K ortamından L ortamına geçerken tam yansıma yapabileceği anlamına gelir. Bu da K ortamının L ortamından daha yoğun (kırılma indisi daha büyük) olduğunu gösterir (\(n_K > n_L\)).
- İfadelerin Değerlendirilmesi:
- I. X ışını K den L ortamına geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
X ışınının gelme açısı \(\theta_{i,X} = 40^\circ\). Sınır açısı \(\theta_c = 42^\circ\). Gelme açısı sınır açısından küçük olduğu için (\(40^\circ < 42^\circ\)) ışın L ortamına geçer. K ortamı L ortamından daha yoğun olduğu için (yukarıda belirtildiği gibi), ışın az yoğun ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır. Bu ifade doğrudur.
- II. Y ışınının kırılma açısı \(90^\circ\) dir.
Y ışınının gelme açısı \(\theta_{i,Y} = 42^\circ\). Bu açı, sınır açısına (\(\theta_c = 42^\circ\)) eşittir. Gelme açısı sınır açısına eşit olduğunda, ışın iki ortamın ara yüzeyine paralel olarak kırılır, yani kırılma açısı \(90^\circ\) olur. Bu ifade doğrudur.
- III. Z ışını \(50^\circ\) lik gelme açısıyla L ortamına geçemez ve tam yansımaya uğrar.
Z ışınının gelme açısı \(\theta_{i,Z} = 50^\circ\). Bu açı, sınır açısından (\(\theta_c = 42^\circ\)) büyüktür (\(50^\circ > 42^\circ\)). Gelme açısı sınır açısından büyük olduğunda, ışın diğer ortama geçemez ve geldiği ortama geri yansır (tam yansıma). Bu ifade doğrudur.
- IV. K ortamı L ortamından daha yoğundur.
K ortamından L ortamına geçerken bir sınır açısının var olması, ışığın yoğun ortamdan az yoğun ortama geçmesi durumunda mümkündür. Dolayısıyla, K ortamı L ortamından daha yoğundur (\(n_K > n_L\)). Bu ifade doğrudur.
- I. X ışını K den L ortamına geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.
Tüm ifadeler (I, II, III ve IV) doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.