Sorunun Çözümü
Işık bir ortamdan başka bir ortama geçerken kırılma indisleri farklı ise doğrultu değiştirir. Bu olaya kırılma denir. Kırılma, Snell Yasası ile açıklanır: $n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$. Burada $n$ ortamın kırılma indisi, $\theta$ ise ışının normalle yaptığı açıdır.
- 1. ve 2. Ortam Arasındaki Kırılma:
- Gelen ışının normalle yaptığı açı (gelme açısı) $\theta_1 = 30^\circ$ olarak verilmiştir.
- Işın 1. ortamdan 2. ortama geçerken normalden uzaklaşmıştır. Bu durum, ışığın optikçe yoğun bir ortamdan (kırılma indisi büyük) optikçe az yoğun bir ortama (kırılma indisi küçük) geçtiğini gösterir.
- Dolayısıyla, $n_1 > n_2$.
- 2. ve 3. Ortam Arasındaki Kırılma:
- Işın 2. ortamdan 3. ortama geçerken normalle yaptığı açı (kırılma açısı) $\theta_3 = 30^\circ$ olarak verilmiştir.
- Şekildeki ışının 2. ortamdaki normalle yaptığı açıya $\theta_2$ diyelim. Bu açı, $30^\circ$'den büyüktür çünkü ışın 1'den 2'ye geçerken normalden uzaklaşmıştır.
- Işın 2. ortamdan 3. ortama geçerken normale yaklaşmıştır (çünkü $\theta_2 > 30^\circ = \theta_3$). Bu durum, ışığın optikçe az yoğun bir ortamdan (kırılma indisi küçük) optikçe yoğun bir ortama (kırılma indisi büyük) geçtiğini gösterir.
- Dolayısıyla, $n_3 > n_2$.
- 1. ve 3. Ortamların Karşılaştırılması:
- Gelen ışının 1. ortamdaki gelme açısı $30^\circ$, son çıkan ışının 3. ortamdaki kırılma açısı da $30^\circ$'dir.
- Paralel yüzeylerde ışık kırılırken, ilk ve son ortamın kırılma indisleri eşitse, ilk gelme açısı ile son kırılma açısı birbirine eşit olur.
- Bu durumda, $n_1 = n_3$ olmalıdır.
Yukarıdaki analizlerden şu sonuçları çıkarırız:
- $n_1 > n_2$
- $n_3 > n_2$
- $n_1 = n_3$
Bu koşulları sağlayan seçenek A'dır:
- A) 1: Cam, 2: Hava, 3: Cam
- Camın kırılma indisi ($n_{cam} \approx 1.50$) havanın kırılma indisinden ($n_{hava} \approx 1.00$) büyüktür.
- $n_1 = n_{cam}$, $n_2 = n_{hava}$, $n_3 = n_{cam}$.
- Bu durumda $n_1 = n_3 > n_2$ koşulu sağlanır ($1.50 = 1.50 > 1.00$).
Diğer seçenekler bu koşulları sağlamaz.
Cevap A seçeneğidir.