Optik

15 Nisan 2015 tarihinde tarafından eklendi.
  • Yaşadığınız ortam olan çevrenizi inceleyiniz. Dış dünyaya açılmanızı sağlayan şey ışıktır ve ışıklı fenomenler optik dalını oluştururlar.
  • Geometrik ve fizik diye nitelenen iki tür optik söz konusudur. Geometrik optik yalnızca ışık ışınlarının hava ve saydam ortamlardaki yörüngelerini göz önüne alır ve ayna; mikroskop dürbün, teleskop gibi gözlem aletlerinin oluşturulmasına yarar: Işığın tabiatından başka hiçbir şeyi göz önüne almaz. Fizik optik ise titreşim hareketi yapan ışığın yapısıyla ilgilenir, Işık saniyedeki 300.000 km.’lik bir hızla boşlukta yayılır. Bütün ışıklı fenomenleri çoğu zaman karmaşık olan hesaplamalar ile yorumlar, özellikle geometrik optiğin tek basma çözümleyemeyeceği durumlarda tamamlayıcı vazifesi görür.
  • “Geometrik optik” boşluk, hava, cam, su, vs… gibi homojen bir ortamda ışığın yayılım prensibi üzerine kurulmuştur. Üç veya dört karton kağıdı üzerine birkaç milimetre çapında bir delik açın ve bu kağıtları dikey olarak bir masa üzerine bir destekle tutturun ve bu delikleri kateden bir ip ile karton kağıtları bir çizgi üzerinde sıralayın. İpi kaldırın ve deliğin bir ucuna gözünüzü yerleştirin. Düz çizgi halinde sıralanmış delikler arasından harici bir şey (cisim) görürsünüz. Çok ince S ışık kaynağının (meselâ bir elektrik arkı) A cismini (bir ekran önüne yerleştirilmiş) aydınlattığı durumda; bu ekran üzerinde çevresi aynen cismine benzeyen bir gölge oluşur. Bu fenomen île S kaynağından çıkan ve cismin A kıyısına dayanan ışık ışını cismin gölgesinin A°” kıyısına kadar doğrusal olarak yayılır.
  • Işığın doğrusal yayılımı, güneş (ayın gölgesinin güneş tarafından dünya üzerine düşürülmesi) ve ay (dünyanın gölgesinin güneş tarafindan ay üzerine düşürülmesi)tutulmalarında da gözlenir.
  • Ancak güneş geniş bir kaynaktır. Gölge tabakası içinde güneş ay tarafından tamamen gizlenmiştir(toplam tutulma). Oysa yan gölge tabakalarında güneş kısmen gizlenmiştir, (kısmi tutulma). Bir kutunun cidarında 0,5 mm. çapında ufak bir delik açın ve kutunun tabanını yağlı bir kağıt ile kaplayın.Kağıdı incelediğinizde; burada deliğin üstüne yerleştirilmiş ışıklı cisimlerin ters görüntülerini görürsünüz; bu görüntüler kendilerine tekabül eden cisimlerle aynı şekildedir; bu da ışığın doğrusal yayılma teorisini gerçekler.
  • Kutunun tabanı hassas bir yüzey ile değiştirilebilir; bu, fotoğrafçılıkta kulandan, stenope adlı bir olaydır. Yazın, ağaçlar altında gezinildiğinde, yerde küçük ışıklı yuvarlaklar gözlenir; bunlar yapraklar arasından geçen ışığın sebep olduğu, güneşin izdüşümleridir.
  • Geometrik optik cilalanmış yüzeylerdeki ışığın yansımasını; prizma, çeşitli tipteki mercekler, bunların birleşimleri ve genel optik araçları ile ışığın kırınımını inceler.
  • Fiziksel optik ışığın dalga tabiatını göz önüne alır ve ışığın dalga tabiatının oluşturduğu sonuçlan inceler. Öncelikle, prizmanın beyaz ışığı sayısız renkli ışıklara ayrıştırdığı gözlenir; bu ışıklar kırmızıdan mora değişen görünür radyasyonlan kapsar: Her renge monokromatik adı verilen bir ışık tekabül eder. Newton bu renklerin tekrar birleştirilerek beyaz ışığın elde edilebileceğini göstermiştir.
  • Işığın bu dağılması yalnız prizmada değil, tüm kırınımlarda, özellikle merceklerde gerçekleşir, görüntülerin gök kuşağına benzer ışınlar yaymasıyla sonuçlanır. Gökkuşağı küçük su damlacıkları tarafından güneş ışığının dağıtılması ile (dispersiyon) elde edilir: Gökkuşağı, ufiiğun üstünde güneşin yüksekliği 30°’den azsa izlenemez. Ancak ışığın doğrusal yayılanının küçük yarıklardan geçirildiğinde bozulduğu, ışın demetinin genişlediği gözlenir, bu durumda difraksiyon (kırınım) söz konusudur.
  • Bu fenomen de; girişim ve polarizasyon fenomenleri gibi hesap ile yorumlanabilir; bunun için ışığın boşlukta saniyede 300.000 km hızla (c) yayılan dalgalardan oluştuğunu, renginin yani ışık titreşiminin dalga boyunun buna bağlı olmadığını kabul etmemiz gerekir. Her monokromatik ışığa belirli bir dalga boyu tekabül eder. Göz; menekşe için 0,4 mikron ve kırmızı için 0,75 .mikron (1 mikron= milimetrenin binde biri) arası dalga boylarına karşı hassastır. 0,6 mikron dalga boyundaki san kavuniçi tabakası özellikle çok hassastır. Dalgaların incelenmesi ile yansıma ve kırınım kanunları da belirlenebilir; n indîsli şeffaf bir ortamda ışık hızı c/n’dir. Söz gelişi camda ışığın yayılma hızı 200.000 Km/s.’dir.
  • c’nin ilk ölçümü 1676 yılında Danimarkalı astronom Römer tarafından gerçekleştirilmiştir. Römer, jupiter yakınında ışığın dünya yörüngesini katetmek için harcadığı zamanı hesaplamayı başarmıştır. Daha sonraları bulunan diğer astronomi metotları ve laboratuar çalışmaları ile ışık hızı doğrulanmıştır. Fizeau 1849 yılında 500 dişli ve çok hızlı dönen bir tekerlek kullanmıştır. Önce cam bir lam üzerine yansıyan ışık, iki diş arasındaki çukurdan geçer ve 8,5 km uzaklığa yerleştirilmiş.Maynası üzerine düşer ve sonra tekrar tekerleğe doğru döner. Bu gidiş geliş esnasında tekerleğin bir dişi bir çukura yerleşecek zaman bulursa, gözlemcinin gözü artık ışığı algılamaz. İlk gözden kaybolmanın dönme hızı saniyede 18 devire eşittir ve tekerlek ayna tekerlek mesafesinin (17 km. lik bir uzaklık) katedilmesi için gerekli zaman ve dolayısıyla ışığın hızı hesaplanabilir.
  • ”Fotometrik optik” belirli şiddetteki bir kaynak tarafından üretilen ışık miktarını, yayınladığı ışık demetlerini, ışığı alan cisimlerin aydınlanmasını inceler.
  • Optik görüntülerin inceliği, ışığın dalga tabiatıyla sınırlanmıştır. Çok güçlü bir mikroskop veya çok büyüten bir mercek ancak flu (dumanlı) görüntüler verebilir. Bu durumda ışık yerine başka bir şey aranmalıdır. Bu şekilde “elektronik optik”; normal optiğin kanunlarını izler, ancak bir ışık ışını buraya bir elektronun yörüngesi ile yerleştirilir, elektron negatif elektrik yüklü bir taneciktir. Elektron yerine başka taneciklerin de kullanılması mümkündür. Böylece optik dalga boylarından farklı dalga boylarını kullanma ihtimali ortaya çıkmış, bu da ayırma ve büyütmeyi geliştirmiştir. Mercekler; elektrostatik ve elektromagnetik olmak üzere iki türlüdür. Elektrostatik mercek, d,d2d3 şeklindeki üç metalik diyaframla gerçekleştirilebilir, bu diyaframlar gerilim altında;kendilerini kateden elektronlar üzerinde elektrostatik itme ve çekme uygularlar. d2’de orta gerilim değiştirilerek, merceğin konyerjanslığı (aynı noktaya çevrilme) değiştirilebilir, cam merceklerle bu değişim imkânsızdır. A’nın görüntüsü A’dır.
  • Elektromagnetik mercek, bir magnetik alanla elektronun yörüngesini iğrilten bir bobinden oluşun Burada da bobini besleyen akımın şiddeti değiştirilerek konverjanslık modifiye edilebilir. Şeması optik mikroskopa benzer olan bir elektronik mikroskop ile çok fazla büyültmeler elde edilebilir.

Etiketler:

Yorumlar

Henüz yorum yapılmamış.