Konu anlatımı
Güneş ışığı cam bir prizmadan geçince duvarda gökkuşağı renklerinden bir şerit oluşur. Bu alt başlıkta prizmalarda ışığın izlediği yolu, beyaz ışığın renklerine ayrılmasını ve prizmaların kullanım alanlarını nitel olarak göreceksin. Prizmalar için matematiksel model verilmez.
Tek renkli ışık
Işık prizmasında ışığın girip çıktığı iki yüzey birbirine eğiktir. Havadan cam bir prizmaya eğik giren tek renkli bir ışın normale yaklaşarak kırılır; prizmadan havaya çıkarken normalden uzaklaşarak yeniden kırılır. Bu iki kırılma sonunda ışın ilk doğrultusundan sapar ve prizmanın tabanına doğru yönelir. Işık prizmanın ikinci yüzeyine sınır açısından büyük bir açıyla gelirse havaya çıkamaz ve tam yansımaya uğrar.
Beyaz ışığın ayrışması
Beyaz ışık birçok rengin karışımıdır. Camın kırıcılığı renge göre biraz farklıdır: mor ışık için en büyük, kırmızı ışık için en küçüktür. Bu yüzden prizmaya giren beyaz ışığın renkleri farklı açılarla kırılır ve birbirinden ayrılır; kırmızı en az, mor en çok sapar. Prizmadan çıkan ışık kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mor renklerinin sıralandığı bir renk şeridi oluşturur. Gökkuşağında da güneş ışığı yağmur damlalarında kırılıp yansıyarak renklerine ayrılır.
Kullanım alanları
Tam yansımalı prizmalar ışığı neredeyse hiç kayıp olmadan yansıttığı için ayna yerine kullanılır: dürbünlerde, periskoplarda ve bazı fotoğraf makinelerinde ışığın yönünü değiştirmek ve görüntüyü düzeltmek için tam yansımalı prizmalardan yararlanılır. Işığı renklerine ayıran prizmalar, yıldızlardan ve lambalardan gelen ışığın hangi renkleri içerdiğini inceleyen bilimsel aletlerde kullanılır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Beyaz ışık cam bir prizmadan geçirilip arkadaki bir perdeye düşürülüyor. Perdede ne görülür? Renklerden hangisi en çok, hangisi en az sapar?
Çözüm. Beyaz ışık prizmada renklerine ayrılır ve perdede kırmızıdan mora uzanan bir renk şeridi görülür. Camın kırıcılığı mor ışık için en büyük olduğu için mor ışık en çok, kırmızı ışık en az sapar. Bu yüzden şeridin prizmanın tabanı tarafındaki ucunda mor, öbür ucunda kırmızı bulunur.
Örnek 2. Yalnızca kırmızı ışık prizmadan geçirilirse perdede ne görülür? Bu sonuç neyi gösterir?
Çözüm. Kırmızı ışık tek renkli bir ışıktır; prizmada kırılarak sapar ama başka renklere ayrılmaz. Perdede yalnızca kırmızı bir ışık lekesi görülür. Bu sonuç, prizmanın renkleri kendisinin üretmediğini, beyaz ışığın içinde zaten var olan renkleri birbirinden ayırdığını gösterir.
Sık yapılan hatalar
- Prizmanın beyaz ışığa renk kattığını sanmak; prizma beyaz ışıktaki renkleri ayırır.
- Kırmızı ışığın en çok saptığını düşünmek; en çok sapan mordur.
- Tek renkli ışığın da prizmada başka renklere ayrıldığını sanmak.
- Prizmada ışık iki kez kırılır ve tabana doğru sapar.
- Beyaz ışık renklerine ayrılır; mor en çok, kırmızı en az sapar.
- Tam yansımalı prizmalar dürbün ve periskoplarda ayna yerine kullanılır.