Yansıma,YANSIMA VE KIRILMA,Kırılma,Tam Yansıma

Yansıma

Kendisi ışık salmayan bir cismin görülebilme­si için, bu cismin üzerine bir ışığın düşmesi ve cismin bu ışığı yansıtması, yani geri yollaması gerekir. Cismi görülebilir kılan, o cisimden yansıyıp göze gelen ışıktır. Isı, ses ve radyo dalgaları ile öteki elektromagnetik dalgalar da yansıyabilir.

Yansıtıcı yüzeydeki pürüzler yansıyan dal­ga boyuna oranla çok küçük değilse, düzgün bir yansıma gerçekleşmez. (Dalga boyu, bir­birini izleyen iki dalganın tepe noktalan arasındaki uzaklıktır.) Girintili çıkıntılı ya da parçalanmış kayalıklar deniz dalgalarını yan­sıtmaz. Aynı biçimde, dalga boyu aralığı yaklaşık 400-740 nanometre (1 nanometre=0,0000001 cm) olan ışık dalgalarını da an­cak son derece iyi parlatılmış yüzeyler düzgün biçimde yansıtır. Daha kaba ya da pürüzlü yüzeyler ise ışığı saçılıma uğratır; çünkü bu tür yüzeyler eğim açıları birbirinden farklı, çok sayıda, çok küçük yüzey parçacığından oluşur ve bu parçacıkların her biri, ışığı bir doğrultuda yansıtan bir yansıtıcı işlevi görür. Bu maddenin basılı olduğu sayfa buna bir ör­nektir; sayfa beyaz gözükür, çünkü yüzeyin­deki çok sayıda minik pürüz her doğrultuda beyaz ışık yansıtır.

Işık ya da başka türden bir dalga hareketi düzgün bir yansıtıcıya çarptığında, yansıtıcı yüzeye hangi açıyla gelmişse o kadarlık bir açıyla geri bükülür. Düzlem (düz) aynaya bakan biri kendisinin doğal büyüklükteki görüntüsünü görür; ama, sol gözü görüntü­nün sağ gözü, sağ gözü ise görüntünün sol gözü haline gelmiştir. Ayrıca kendisi aynanın ne kadar önündeyse, görüntüsü de aynanın o kadar ^ardında" gözükür. Bu sonuçları doğu­ran yansıma yasalarıdır. Yasalardan biri, ci­simden gelen ışın hangi açıyla aynaya çarpmışsa, yansıyan ışın'ın da buna eşit bir açıyla aynadan ayrılacağını söyler. Her iki ışın da aynı düzlem üzerindedir; yani bu iki ışın düz bir kâğıt üzerine çizilebilir. Düz aynada olu­şan görüntü ekran üzerine düşürülemez; bu, bir sanal görüntüdür. Düz aynadan yansıma basit bir periskopta kullanılabilir.

Eğri aynalar (ya da eğri yüzeyli aynalar), tümsek (dışbükey) ya da çukur (içbükey) olabilir. Tümsek aynanın ortası tümsek, çu­kur aynanınki ise çukur olur. Çukur ayna, yakınındaki cismin büyütülmüş görüntüsünü verir ve böyle bir ayna bu özelliğiyle, sakal tıraşı olmak için, ayrıca diş hekimleri ve doktorlarca hastaların dişlerini, boğazını ve öbür organlarını muayene etmek için kullanı­labilir. Yüzeyi paraboloit biçimindeki bir çukur ayna, odak noktasında tutulan bir ışık kaynağından gelen ışığı paralel bir demet halinde yansıtır. Bu nedenle paraboloit yü­zeyli aynalar, ışıldaklar (projektörler), oto­mobil farları ve uzun demetli el fenerlerinde kullanılır. Tümsek aynaların verdiği görüntü cismin kendisinden daha küçüktür ve bu tür aynalar, örneğin bir taşıtın ardında kalan yolu bütün genişliğiyle gösterebilen dikiz aynası olarak kullanılır.

Isı dalgalarının dalga boyu ışık dalgalarınınkinden biraz daha büyüktür. Isı dalgaları da düzgün yüzeylerce yansıtılabilir; elektrikli so­balarda genellikle eğri ya da çanak biçiminde bir,yansıtıcı bulunur. Sesin yansıması yankıya neden olur. Görüş uzaklığı dışında bulunan uçak ya da benzeri bir cismin yön ve uzaklığını belirleyebilmek için radyo dalgalarının yansımasından yararlanılır. Bu konu RADAR maddesinde açıklanmıştır.

çıkaracak oranda karıştırılmış gaz-hava bileşi­minden elde edilir.

YANSIMA VE KIRILMA. Işık ve başka elektromagnetik ışınım türlerinin en önemli özelliklerinden ikisi yansıma ve kırılmadır. Her iki olgunun da önemli uygulama alanları vardır.

Mikrodalga fırınlan, ıpikrodalgaların fırı­nın iç yüzeyinden yansımasına dayalı olarak çalışır. Yapma uydular­dan gelen radyo dalgalarını ve mikrodalgaları odaklamak için çukur yansıtıcılar kullanılır. Astronomi teles­koplarının çoğunda yansıtıcılardan yararlanı­lır. Işık toplama gücü 24.000 km uzaktaki bir mumdan gelen ışığı saptayabilecek yeterlikte olan dünyanın en büyük aynalı teleskopunun, 6 metre çapında bir aynası vardır.

Kırılma

Kırılma, bir ışık ışınının (ya da. bir başka elektromagnetik ışınımın) bir saydam madde­den bir başkasına, örneğin havadan suya ya da cama geçerken doğrultusunu değiştirmesi­dir. Kırılmaya ışık hızındaki değişme neden olur. Işık uzayda ya da boşlukta saniyede yaklaşık 300.000 km hızla ilerler. Ama suda saniyede yaklaşık 225.000 km yol alır. Demek ki ışık ışınları suya girdiğinde yavaşlar ve su yüzeyine dik açıyla (90°'lik açıyla) gelmemişse bükülmeye uğrar. Yarısı suyun içinde, yarısı dışında olan bir kalem ya da benzeri bir cismin, belirli açılardan bakıldığında suyun yüzeyinde bir kıvrım yapıyormuş gibi gözük­mesinin nedeni budur. Sualtında bulunan bir cisimden göze gelen ışık ışınları da, sudan ayrılırken bükülmeye uğrar. Yüzme havuzla­rının ya da suyu berrak ırmakların gerçekte

olduğundan daha az derin gözükmesi ve bir göl ya da ırmak dibinde bulunan bir cisme uzun bir sırıkla ilk denemede dokunabilmenin güçlüğü bu durumdan kaynaklanır.

Cam ve benzeri saydam katılar da ışığı kırar. Her maddeye göre değişen bu kırılma­nın büyüklüğü, maddenin kırılma indisi'ne bağlıdır. Pencerenin dışındaki bir cisimden gelen ışık hem pencere camına girerken, hem de camdan çıkarken bükülür. Camın iki yüzü paralel olduğu için gelen ve kırılan ışınlar camın her iki yanında da aynı doğrultuda yol alır ve dışarıdaki cisim gerçek konumunda görülür. Özel olarak biçimlendirilmiş cam parçaları olan mercekler, ışık ışınlarını kırıl­maya uğratarak ya onların bir araya toplan­masına (yakınsamasına) ya da dışa doğru yayılmasına (ıraksamasına) neden olur. Mer­cekler ve merceklerin optik aletlerdeki kulla­nımı MERCEK maddesinde ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Teleskoplarda mercek kullanımı konusu ise TELESKOP maddesinde ele alın­mıştır.

300 yılı aşkın bir süre önce Isaac Newton beyaz ışığın kırılmaya uğratılabileceğini ve gökkuşağını ya da görünür tayfı oluşturan farklı renklerdeki ışınlara ayrıştırılabileceğini göstermişti. Bu ayrışma, kırılma büyüklüğü­nün dalga boyuna da bağlı olmasından kay­naklanır; kırmızı ışık görünür ışığın en uzun dalga boylusu ve en az kırılmaya uğrayanı iken, mor ışık en kısa dalga boylusu ve en çok kırılmaya uğrayanıdır.

Tam Yansıma

Işık camdan havaya (ya da kırılma indisi daha düşük olan bir ortamdan, kırılma indisi daha yüksek bir ortama) geçerken bir kritik açı vardır; ışığın geliş açısı eğer bu kritik açıya eşitse, büyük bir bölümü camın yüzeyinden içe doğru yansırken bir bölümü de tam anlamıyla bu yüzeyi sıyırarak, yani 90°'lik bir kırılma açısıyla camdan ayrılır. Eğer gelen ışınlar kritik açıdan daha büyük bir açıyla cam/hava sınırına çarparsa, o zaman ışık bütünüyle yansır. Buna tam yansıma denir. Prizmalar tam yansıma için kullanılabilen, özel olarak biçimlendirilmiş (çoğu kez üçgen ' kesitli) cam parçalarıdır. Bunlar ışığı aynalar­dan daha çok yansıtır ve dürbünlerde, bisiklet yansıtıcılarında ve bazı periskoplarda kulla­nılır.

YAPIŞTIRICI. İki cismi birbirine yapıştırmak için kullanılan tutkal ve kola gibi maddelere genel olarak yapıştırıcı denir. Yapıştırıcıların kullanılması uygarlığın ilk günlerine kadar dayanır. 3.000 yıllık bazı Mısır resimlerinde ağaç parçalarını rendeleyen, tutkal ısıtan ve ahşap kaplama için hazır maddeler yapan işçiler görülür. İÖ 1000'lerden kalma bazı Çin belgelerinden ok ve yay yapımında basit balık tutkalının kullanıldığını öğreniyoruz. Orta­çağda ise yapıştırma işlerinde balmumu ve çamsakızından yararlanılmıştır.

Modern tıpta uygulanan bazı ameliyat tek­nikleri yapıştırıcı kullanımını gerektirir. Diş hekimliğinde yapıştırıcılar dolguyu yerinde tutmak için kullanılır; veterinerlik bilimi ke­mik onarmaya yarayan yapıştırıcılar geliştir­miştir. Bazı yeni yapıştırıcılar, özellikle de siyanoakrilatlar öyle güçlüdür ki, bunların bir damlası birkaç ton yük taşıyabilir. Otomobil

üretiminde punta kaynağı yerine kullanılabi­len yapıştırıcılar vardır; bunlar, otomobil boyasının fırınlanması sırasında ısının etkisiy­le tam anlamıyla katılaşır. Yapıştırıcılar suge­çirmez malzeme ve elektrik yalıtkanı olarak da kullanılabilir.

Yapıştırıcılar malzemeyi mekanik olarak değil, kimyasal bağlama yoluyla birleştirir. Mekanik bağlama çivi, vida, perçin ya da kaynak kullanımını gerektirir. Kimyasal bağ­lama ise molekül düzeyinde gerçekleşir ve bir arada tutulan malzemelerden belki de daha dayanıklı bir bağ oluşur.

Yapıştırıcılar çok değişik maddelerden ha­zırlanabilir. Tutkallar kemik, deri ya da kan gibi hayvansal yan ürünlerden ya da bunların yerine geçebilecek bitkisel maddelerden yapı­lır. Kolalar, un gibi tahıl ürünleri ile suyun birleşiminden oluşur. Bağlayıcılar, uygun bir çözücüyle birlikte uygulanan plastik madde­lerdir. Zamklar, ağaçlardan ve deniz yosunla­rı gibi bitkilerden elde edilen sakızın suda çözünmüş biçimidir. Tutkallar kauçuktan da yapılabilir. Tutkalla yapıştırılacak yüzeylerin temiz olması gerekir; yüzeylerin kabasının alınması durumunda daha iyi sonuç elde edilir. Örneğin, ağaç malzemeler yapıştırılacaksa yüzeyin kalın bir zımpara kâğıdıyla zımparalanmasında yarar vardır.

Çoğunlukla her yapıştırıcının özel uygula­ma alanları vardır. Örneğin hayvansal madde­lerden yapılmış tutkallar ağaç malzemelerin yapıştırılmasında, kitap ciltlerinde, zımpara kâğıtlarında ve koli bantlarında kullanılır. Mısır, buğday, patates ve pirinçten elde edi­len tutkallar ambalajlamada, oluklu mukavva yapımında ve duvar kâğıdı yapıştırıcısı olarak kullanılmaya uygundur.

Bireşim (sentez) yoluyla hazırlanmış yapay yapıştırıcılar çok daha geniş bir alanda kulla­nılır. Genellikle iki bölümden oluşan epoksi reçinelerinde, yapışkanı etkin hale getirmek için bu iki bölümü birbirine karıştırmak gere­kir. Çok güçlü olan bu reçineler, malzemeler arasında kalan aralıkları doldurabilir ve çok değişik malzemelerle birlikte kullanılabilir. Vinil asetat daha çok evlerde kullanılır. Polistiren, plastik karoların ağaç malzemelere, sı­vaya ve betona tutturulmasında uygulanır. Ani etkili yapıştırıcılar kısa sürede kurur bunlar genellikle iş parçalarının yüzeyinin plastik bir katmanla kaplanmasında kullanı­lır. Morötesi ışık uygulandığında hızla kayna­şan reçineli sanayi yapıştırıcıları da vardır.

Yapıştırıcılar genellikle sıvı çözelti halin­de bulunur. Ama, ısıtıldığı zaman yumuşa­yan, sonra yeniden sertleşen katı yapıştırıcılar ve ısı ya da basınç uygulandığında etkin ha­le gelen, film biçiminde yapıştırıcılar da var­dır.