Dispersiyon

**Yakamoz** · 07-05-2008, 14:13

Işık bir ortamda ilerlerken başka bir ortamın sınırına çarpar ve bir miktar yansır,bir miktar da içeri girerken yön değiştirir.Biz bu yön değiştirmiş ışının kırıldığını söyleriz. Kırılma açımızı veren formül;

sinx2/sinx1=V2/V1=sabit.......... (1)

Işığın madde içerisindeki hızı, boşluktaki hızından daha azdır.Bunun nedeni ışığın o madde içinden geçerken o madde ait olan bir özellikten kaynaklanmaktadır. Bu özelliğe kırılma indisi (n) denir.Başka bir deyişle;

N= C/Vortam................(2)
Vortam<1

Bu formüle bakarsak V hiçbir zaman c ‘ye eşit olamayacağından 1 ‘den küçüktür.Dolayısıyla boşluk için n=1 ‘dir.Ayrıca boyutsuz bir büyüklüktür.
Işık bir ortamdan diğer bir ortama geçerken, dalga boyu değişir.Fakat frekansı değişmez.Bunun nedeni ışık diğer ortama geçerken n değişirse ışık ya ortam sınırında kalır veya kaybolur ya da yaratılacaklardır.O nedenle nİLK= nSON= n olmalıdır.
VİLK= nİLK.1 VSON= nSON .2 VİLK¹ VSON olduğundan 1¹2 dir.
biz buna Snell Kırılma Yasası diyoruz.

Herhangi bir dalganın (elektromanyetik, su vs.) hızının dalga boyuna bağlı olması olayına dispersiyon denir.Bu tanımı biraz daha açarsak:su ile dolu bir ortamda elimizi çırparak sonlu bir dalga oluşturduğumuzu tasvir edelim.Bu dalga sonlu olduğundan dolayı,bu dalgının farklı dalga boyuna sahip çok sayıda dalganın birleşmesiyle oluştuğunu düşünebiliriz.Zaman ilerledikçe her bileşen farklı hızlarla ilerlediğinden,oluşturduğumuz dalga gittikçe genişleyip yayılacaktır.Böylece dalganın önü ile arkası arasındaki uzaklık zamanla artmış olacaktır.İşte bu olay dispersiyon deriz. Konumuz olan ışığın boşlukta dispersiyonu yoktur. Dalga boyu ne olursa olsun, ışık boşlukta aynı hızla yayılır. Ama farklı bir otamada mesela prizma içinde ışık dispersiyona uğrar.Kırmızı ve mavi ışığın dalga boyları farklı olduğundan farklı hızlarla yayılır. Bu nedenle de dispersiyonu kırılma indisinin dalga boyuna bağlılığı şeklinde de tarif edebiliriz.
Işığın dispersiyonu ile ilk uğraşan insan Newton’dur. İçinden ışık geçirilen prizmanın kırılma indisinin ışığın dalga boyuna bağlı [yani n=f()] olduğunu göstermiştir.1666 yılında karanlık bir oda içindeki bir prizmadan geçirdiği ışık demetini dik doğrultularda tayfına ayırarak muhtelif renkleri gördü.Sonra bu farklı renkteki ışın demetlerini başka bir prizmadan geçirerek beyaz ışığı ele etmiştir.Sonuçta tayfın şekil ve durumu prizmanın kırılma indisi belirler.

Dispersiyonu ikiye ayıra biliriz.
1 Normal Disperiyon:Dispersiyonu Maxwel’in elektromanyetik teoremi içerisinde açıklamak mümkün değildir.Çünkü bu teoriye göre ; optik bölgede olduğundan e dalga boyuna bağlı değildir. Bu nedenle Koşi ; madde moleküllerinin esir parçacıklara etkisini (Fresnel iddası) kullanarak dispersiyon için şu denklemi öne sürmüştür:(Burada a,b,c sabitlerdir)

n=a/x1+b/x2 (x1 ve x2 dalga boyu)

Bu denklem, dispersiyonu incelenen maddenin soğurma bölgesi (Her madde kendisi için karakteristik olan dar veya geniş dalga boylarında ışığı yuttuğu bölgelere soğurulma bölgesi denir.) hariç, tayfın geri kalanını açıklar. İşte bu denklemle ifade edile bilen dispersiyona normal dispersiyon denir.Normal dispersiyonda l’ nın artmasıyla kırılma indisi küçülür.

2 Anormal Dispersiyon: Soğurma bölgesinde dispersiyonda bir anormallik görülür.Bu bölgede hem kırılma indisi hem de dalga boyu büyümektedir.Bu olayı ilk defa ışığın, içinde iyod buharı bulunan bir prizmadan geçerken,mavi ışının kırmızı ışına oranla daha az kırıldığını Leru (1862) gözlemlemiştir.Bu nedenle de bu olaya anormal dispersiyon demiştir.Daha açık söylersek anormal dispersiyon soğrulma saçaklarının bulunduğu tayf bölgesinde ortaya çıkar.
Anormal dispersiyon bölgesi olmayan madde yoktur.Fakat her maddenin soğurma bölgesi görünen bölgeye tekabül etmeyebilir(cam,kuars,vs).Genel olarak her maddenin birden fazla soğurma bölgesi vardır.Bu sebepten dolayı her maddenin tam dispersiyon deseni, soğurma saçaklarına uygun gelen anormal dispersiyon bölgelerinden ve bu yutma bölgelerinden kenarda yerleşen normal dispersiyon bölgelerinden ibarettir.

Prizmadan geçirilen beyaz ışığın çıkardığı renkli demetler kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, koyu mavi, ve mor olup, hepsi farklı dalga boylarında olmaktadır.Fakat bu renklerden başka gözümüzün alamadığı ve yalnızca ışığa duyarlı aletlerin algılıya bildiği renklerde vardır.Biz bu dağınım olayını en iyi doğada; yağmurlu bir yağmur sonraları gökkuşağıyla görüyoruz.Oradaki bütün renkleri prizmada da gözlemleye biliriz.
Renklerin en önemli özelliği onların sahip oldukları dalga uzunluklarıdır. Dalga boyu bandının genişliği veya içindeki beyaz ışığın miktarı o rengin doygunluğunu gösterir.Beyazlık azaldıkça renk daha doygun olur.Rengin parlaklığı da dalga yüksekliğine bağlıdır.
Dispersiyonun atom teorisi ilk defa G.A.Lorentz tarafından ileri sürülmüştür.Bu teori ışık alanın (elektromanyetik dalgaların) atomla bağlı olan elektronlara etkisi etkisini esas alır.Elektron teorisine göre, maddeye;gelen ışık etkisi ile denge durumu etrafında zorunlu titreşim yapan osilatörler gibi bakılır.

07-05-2008, 14:13	#1 (permalink)
Yakamoz Çalışkan 2de1'ci Kayıt: 12.03.2008 Mesajlar: 153 İtibar Gücü: 6	Dispersiyon Işık bir ortamda ilerlerken başka bir ortamın sınırına çarpar ve bir miktar yansır,bir miktar da içeri girerken yön değiştirir.Biz bu yön değiştirmiş ışının kırıldığını söyleriz. Kırılma açımızı veren formül; sinx2/sinx1=V2/V1=sabit.......... (1) Işığın madde içerisindeki hızı, boşluktaki hızından daha azdır.Bunun nedeni ışığın o madde içinden geçerken o madde ait olan bir özellikten kaynaklanmaktadır. Bu özelliğe kırılma indisi (n) denir.Başka bir deyişle; N= C/Vortam................(2) Vortam<1 Bu formüle bakarsak V hiçbir zaman c ‘ye eşit olamayacağından 1 ‘den küçüktür.Dolayısıyla boşluk için n=1 ‘dir.Ayrıca boyutsuz bir büyüklüktür. Işık bir ortamdan diğer bir ortama geçerken, dalga boyu değişir.Fakat frekansı değişmez.Bunun nedeni ışık diğer ortama geçerken n değişirse ışık ya ortam sınırında kalır veya kaybolur ya da yaratılacaklardır.O nedenle nİLK= nSON= n olmalıdır. VİLK= nİLK.1 VSON= nSON .2 VİLK¹ VSON olduğundan 1¹2 dir. biz buna Snell Kırılma Yasası diyoruz. Herhangi bir dalganın (elektromanyetik, su vs.) hızının dalga boyuna bağlı olması olayına dispersiyon denir.Bu tanımı biraz daha açarsak:su ile dolu bir ortamda elimizi çırparak sonlu bir dalga oluşturduğumuzu tasvir edelim.Bu dalga sonlu olduğundan dolayı,bu dalgının farklı dalga boyuna sahip çok sayıda dalganın birleşmesiyle oluştuğunu düşünebiliriz.Zaman ilerledikçe her bileşen farklı hızlarla ilerlediğinden,oluşturduğumuz dalga gittikçe genişleyip yayılacaktır.Böylece dalganın önü ile arkası arasındaki uzaklık zamanla artmış olacaktır.İşte bu olay dispersiyon deriz. Konumuz olan ışığın boşlukta dispersiyonu yoktur. Dalga boyu ne olursa olsun, ışık boşlukta aynı hızla yayılır. Ama farklı bir otamada mesela prizma içinde ışık dispersiyona uğrar.Kırmızı ve mavi ışığın dalga boyları farklı olduğundan farklı hızlarla yayılır. Bu nedenle de dispersiyonu kırılma indisinin dalga boyuna bağlılığı şeklinde de tarif edebiliriz. Işığın dispersiyonu ile ilk uğraşan insan Newton’dur. İçinden ışık geçirilen prizmanın kırılma indisinin ışığın dalga boyuna bağlı [yani n=f()] olduğunu göstermiştir.1666 yılında karanlık bir oda içindeki bir prizmadan geçirdiği ışık demetini dik doğrultularda tayfına ayırarak muhtelif renkleri gördü.Sonra bu farklı renkteki ışın demetlerini başka bir prizmadan geçirerek beyaz ışığı ele etmiştir.Sonuçta tayfın şekil ve durumu prizmanın kırılma indisi belirler. Dispersiyonu ikiye ayıra biliriz. 1 Normal Disperiyon:Dispersiyonu Maxwel’in elektromanyetik teoremi içerisinde açıklamak mümkün değildir.Çünkü bu teoriye göre ; optik bölgede olduğundan e dalga boyuna bağlı değildir. Bu nedenle Koşi ; madde moleküllerinin esir parçacıklara etkisini (Fresnel iddası) kullanarak dispersiyon için şu denklemi öne sürmüştür:(Burada a,b,c sabitlerdir) n=a/x1+b/x2 (x1 ve x2 dalga boyu) Bu denklem, dispersiyonu incelenen maddenin soğurma bölgesi (Her madde kendisi için karakteristik olan dar veya geniş dalga boylarında ışığı yuttuğu bölgelere soğurulma bölgesi denir.) hariç, tayfın geri kalanını açıklar. İşte bu denklemle ifade edile bilen dispersiyona normal dispersiyon denir.Normal dispersiyonda l’ nın artmasıyla kırılma indisi küçülür. 2 Anormal Dispersiyon: Soğurma bölgesinde dispersiyonda bir anormallik görülür.Bu bölgede hem kırılma indisi hem de dalga boyu büyümektedir.Bu olayı ilk defa ışığın, içinde iyod buharı bulunan bir prizmadan geçerken,mavi ışının kırmızı ışına oranla daha az kırıldığını Leru (1862) gözlemlemiştir.Bu nedenle de bu olaya anormal dispersiyon demiştir.Daha açık söylersek anormal dispersiyon soğrulma saçaklarının bulunduğu tayf bölgesinde ortaya çıkar. Anormal dispersiyon bölgesi olmayan madde yoktur.Fakat her maddenin soğurma bölgesi görünen bölgeye tekabül etmeyebilir(cam,kuars,vs).Genel olarak her maddenin birden fazla soğurma bölgesi vardır.Bu sebepten dolayı her maddenin tam dispersiyon deseni, soğurma saçaklarına uygun gelen anormal dispersiyon bölgelerinden ve bu yutma bölgelerinden kenarda yerleşen normal dispersiyon bölgelerinden ibarettir. Prizmadan geçirilen beyaz ışığın çıkardığı renkli demetler kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, koyu mavi, ve mor olup, hepsi farklı dalga boylarında olmaktadır.Fakat bu renklerden başka gözümüzün alamadığı ve yalnızca ışığa duyarlı aletlerin algılıya bildiği renklerde vardır.Biz bu dağınım olayını en iyi doğada; yağmurlu bir yağmur sonraları gökkuşağıyla görüyoruz.Oradaki bütün renkleri prizmada da gözlemleye biliriz. Renklerin en önemli özelliği onların sahip oldukları dalga uzunluklarıdır. Dalga boyu bandının genişliği veya içindeki beyaz ışığın miktarı o rengin doygunluğunu gösterir.Beyazlık azaldıkça renk daha doygun olur.Rengin parlaklığı da dalga yüksekliğine bağlıdır. Dispersiyonun atom teorisi ilk defa G.A.Lorentz tarafından ileri sürülmüştür.Bu teori ışık alanın (elektromanyetik dalgaların) atomla bağlı olan elektronlara etkisi etkisini esas alır.Elektron teorisine göre, maddeye;gelen ışık etkisi ile denge durumu etrafında zorunlu titreşim yapan osilatörler gibi bakılır. Konu Yakamoz tarafından (07-05-2008 Saat 14:20 ) değiştirilmiştir.

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder
Stil
Normal Hybrid-Şeklinde gösterime geç Ağaç şeklinde gösterime geç

Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)