OPTİK - RENKLER

Beyaz Işığın Renklere Ayrılması

beyaz ışığın renklere ayrılması
  • Işık prizmasına gönderilen beyaz ışık prizmada kırınıma uğrayarak, görünür spektrumun altı rengine (kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor) ayrılır.
  • Farklı dalgaboyu ve frekans değerlerine sahip renkleri içinde barındıran beyaz ışık, kırılma indisi farklı bir ortama girdiğinde renkler bu ortamda farklı hızlarla hareket eder, prizmanın kırıcılık indisi her renk için farklı değerler alarak kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi olmak üzere altı rengin ortaya çıkmasına neden olur.
  • Her rengin farklı frekans (f) ve dalgaboyu (λ) vardır;

    λkırmızı > λturuncu > λsarı > λyeşil > λmavi > λmor - ve

    fmor > fmavi > fyeşil > fsarı > fturuncu > fkırmızı şeklindedir.

  • Her rengin prizma ortamında ki hız sıralaması;

    Vkırmızı > Vturuncu > Vsarı > Vyeşil > Vmavi > Vmor şeklindedir.

  • Saydam ortamın her renk için kırıcılık indisi değeri sıralaması;

    nmor > nmavi > nyeşil > nsarı > nturuncu > nkırmızı şeklindedir.

  • Pirizmaya gelen beyaz ışığın gelme açısı sabit olma koşuluyla her rengin sapma açısı (D) sıralaması;

    Dmor > Dmavi > Dyeşil > Dsarı > Dturuncu > Dkırmızı şeklindedir.

  • Hava ortamına göre prizma içindeki her rengin sınır açısı sıralaması;

    Skırmızı > Sturuncu > Ssarı > Syeşil > Smavi > Smor şeklindedir.

  • Beyaz ışığın prizmada kırılmasıyla elde edilen renkler başka bir prizma sayesinde birleştirilerek tekrar beyaz ışık elde edilebilir.

Renkler

     İnsan gözü görünür ışık (dalgaboyu 400nm ile 750nm arası) olarak adlandırılan elektromanyetik spektrumun çok küçük bir kısmını görür. Gözümüz, görünür ışık spektrumundaki farklı dalgaboylarını farklı renkler olarak algılar. Bir maddenin farklı renkte görülmesi, maddenin doğasını belirleyen atom yapısı ve madde saydam değilse yansıttığı, saydam ise geçirdiği renkle alakalıdır. Madde, eğer hiç bir ışığı yani renkleri yansıtmıyorsa siyah, eğer bütün rekleri yansıtıyorsa beyaz renkte görünür. Saydam madde, üzerine düşen beyaz ışığın tamamını geçiriyorsa renksiz görünür.

Işık Renkleri

1.     Işık ana renkleri; kırmızı, mavi ve yeşildir.

2.     Işık ana renkleri bir araya geldiğinde beyaz oluşur.

3.     İki ana rengin birleşmesiyle ara renkler oluşur.

  • Kırmızı + Yeşil : Sarı renk oluşur.
  • Kırmızı + Mavi : Magenta renk oluşur.
  • Yeşil + Mavi : Cyan renk oluşur.

4.     Birleştiklerinde beyaz ışığın oluşmasını sağlayan iki renge tamamlayıcı renkler denir

     Kırmızı + Cyan(yeşil+mavi) = Beyaz

     Mavi + Sarı(yeşil+kırmızı) = Beyaz

     Yeşil + Magenta(mavi+kırmızı) = Beyaz

tamamlayıcı renkler
ışık ve boya renkleri

Boya Renkleri

1.     Işıktaki ara renkler olan sarı, magenta ve cyan boya renklerinde ana renklerdir. Aynı zamanda ışıktaki kırmızı, yeşil ve mavi ana renkleri ise boyada ara renkleri oluşturur.

2.     Boyadaki farklı ton ve renkler ana renklerin ikişerli veya üçerli olarak farklı oranlarda karıştırılmasıyla elde edilir.

3.     Boya ana renklerinin eşit oranlarda karıştırılmasıyla siyah renk elde edilir. Çünkü bu üç ana rengin ortak yansıttığı renk olmamasındandır.

Sarı Renk

saf sarı ve karışım sarı

     Işık renklerinde iki farklı sarı bulunur. Güneş ışığı prizmada renklerine ayrılırken elde edilen SARI saf sarı iken kırmızı ve yeşil ışığın karışımı sonucu ortaya çıkan sarı, karışım sarıdır.

     Güneş ışığındaki sarı, prizmadan geçirildiğinde tekrar sarı elde edilirken, karışım sarı prizmadan geçirildiğinde, karışım sarıyı oluşturan renkler olan kırmızı ve yeşil renklerine ayrılır.

Saydam Olmayan Cisimlerin Görünür Renkleri

     Yüzeyi ışıkla aydınlatılmış saydam olmayan cismin hangi renkte görüldüğü, cismin yansıttığı renkle alakalıdır. Bir cismin gerçek rengi güneş ışığı altında göründüğü renktir. Aslında cisim sadece göründüğü renkteki ışığı yansıtmaz, kendisine komşu renkleri de zayıf olarak yansıtır ancak göz sadece güçlü yansıyan rengi görür.

cisimlerin görünür renkleri

     Güneş ışığı (beyaz ışık) altındaki rengi beyaz olan cisimi hangi ışıkla aydınlatılırsa, cisim o renkte görülür. Örneğin beyaz cismi kırmızı ışıkla aydınlatılırsa, kırmızı renkte, mavi ışıkla aydınlatılırsa, mavi renkte görülür.

cisimlerin görünür renkleri

Siyah cisimler üzerine düşen tüm renkleri soğurup hiç bir rengi yansıtmadığından siyah görünür.

cisimlerin görünür renkleri

     Ana renklerden oluşan cisimler üzerine beyaz ışık gönderildiğinde, cismin rengini güçlü, komşu renkleri ise zayıf yansıtır. Ancak göz zayıf renkleri algılayamadığından, cismi rengi olan rengi güçlü yansıttığı renkte görür.
     Örneğin; yeşil cisme beyaz ışık gönderildiğinde, cisim yeşil ışığı güçlü, komşu renkleri olan sarı ve maviyi zayaıf yansıtır. Cisim yeşil rengi güçlü yansıttığı için yeşil renkte görülür.

cisimlerin görünür renkleri

     Bir cismin üzerine kendisine komşu olmayan renkte bir ışık gönderildiğinde, bu rengi yansıtamadığından cisim siyah görünür. Cismin rengine komşu renkte ışık gönderildiğinde cisim bu ışığı zayıf yansıtır. anacak göz bu zayıf ışığı algılayamadığından siyah görünür.
     Örneğin; kırmızı renkli cisim üzerine yeşil ışık gönderildiğinde, yeşil renk kırmızı rengin komşusu olmadığından kırmızı cisim kırmızı rengi soğurur ve cisim siyah görünür.

cisimlerin görünür renkleri

Cyan (yeşil+mavi), sarı (kırmızı+yeşil) ve magenta (kırmızı+mavi) renkli cisimler üzerine beyaz ışık gönderildiğinde, cismin rengini oluşturan renkleri güçlü yansıttığından renklerin karışımı olan renkte görülür. Örneğin; cyan renkli cismin üzerine beyaz ışık gönderildiğinde, cisim cyan rengi oluşturan yeşil ve maviyi güçlü yansıttığı için cisim cyan renkte görünür.

cisimlerin görünür renkleri

Ara renklerden oluşmuş bir cismin üzerine, kendisini oluşturan renklerden bir ışık ile aydınlatıldığında, cisim bu rengi güçlü yansıtır ve cisim yansıyan ışığın renginde görülür.
     Örneğin; kırmızı ve mavi rengin karışımı olan magenta renkli cisim üzerine kırmızı ışık gönderildiğinde cisim kırmızı, mavi renkli ışık gönderildiğinde ise mavi renkte görülür.

Renkli Işınların Saydam Cisimlerden ve ya Filtrelerden Geçişi

      Farklı renklere sahip saydam cisimler üzerine beyaz ışık düşürüldüğünde, saydam cisimler beyaz ışıkta bazı renkleri geçirirken , bazı ışınları ise soğurur. Bu şekilde tek renkli ışık elde edilebir.
     istenilen renkli ışığı elde etmek için kullanılan saydam cisimlere ışık filtreleri denir.
     Filtreler beyaz ışık altında güçlü geçirdiği ışık veya ışıkların karışımı renginde görünür.Örneğin filtre yeşil ışığı güçlü geçiriyorsa filtrenin arkasından bakan göz filtreyi yeşil renkte görür. Eğer filtre yeşil ve mavi rengi güçlü bir şekilde geçiriyorsa, göz filtreyi bu iki rengin karışımı olan cyan renginde görür.
     Filtrelerin güçlü geçirdiği renklerin yanında komşu renklerinide zayıf olarak geçirdiği deneylerle tespit edilmiştir. Ancak gözümüz zayıf geçen renkleri algılayamadığından dolayı, filreyi güçlü geçen ışığın renginde görür.

ışık filtreleri

Filtreden kırmızı ışık güçlü turuncu ışık zayıf geçtiğinden, filtre kırmızı görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı filtreden güçlü geçen kırmızı ışık yeşil ışığın komşu rengi olmadığından, yeşil filtreden geçemez ve filtre siyah görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı filtreden güçlü geçen kırmızı ışık, kırmızı ile mavi rengin karışımı olduğundan, kırmızı bu filtredende güçlü geçer ve filtre kırmızı görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı filtreden güçlü geçen kırmızı ışık, kırmızı ile yeşil rengin karışımı olduğundan, kırmızı bu filtredende güçlü geçer ve filtre kırmızı görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı filtreden güçlü geçen kırmızı ışık, mavi ile yeşil rengin karışımı olduğundan, kırmızı bu renklere komşu olmadığından filtreden geçemez ve filtre siyah görünür.

ışık filtreleri

Filtreden yeşil ışık güçlü, mavi ve sarı ışık zayıf geçer. Filtre yeşil ışığı güçlü geçirdiğinden yeşil görünür.

ışık filtreleri

Yeşil filtreden güçlü geçen yeşil ışık kırmızı ışığın komşu rengi olmadığından, kırmızı filtreden geçemez ve filtre siyah görününr.

ışık filtreleri

Filtreden yeşil ışık güçlü, mavi ve sarı ışık zayıf geçer. Mavi filtreye zayıf gelen mavi ışığı filtreden zayıf, güçlü gelen yeşil ışık mavi rengin komşu rengi olduğu için o da filtreden zayıf geçer. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından filtreyi siyah görür.

ışık filtreleri

Yeşil filtreden yeşil ışık güçlü, yeşil renge komşu olan sarı ve mavi ışığı zayıf geçirir. Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, yeşil güçlü ve mavi zayıf gediği için mavide zayıf geçer. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından cyan filtreyi, yeşil güçlü geçtiği için yeşil görür.

ışık filtreleri

Yeşil filtreden yeşil ışık güçlü, yeşil renge komşu olan sarı ve mavi ışığı zayıf geçirir. Mavi ve kırmızının karışımı olan magenta filtreden, mavi zayıf gediği için mavi zayıf geçer. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından magenta filtreyi siyah görür.

ışık filtreleri

Yeşil filtreden yeşil ışık güçlü, yeşil renge komşu olan sarı ve mavi ışığı zayıf geçirir. Yeşil ve kırmızının karışımı olan sarı filtreden, yeşil güçlü ve sarı zayıf gediği için sarı da zayıf geçer. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından sarı filtreyi, yeşil güçlü geçtiği için yeşil görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve yeşilin karışımı olan sarı filtreden, kırmızı, sarı ve yeşili güçlü, bunların komşu renkleri olan turuncu ve maviyide zayıf geçirir. Kırmızı filtre, kırmızı ışığı güçlü komşu rengi turuncuyu zayıf geçirir. Filtre kırmızı görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve yeşilin karışımı olan sarı filtreden, kırmızı, sarı ve yeşili güçlü, bunların komşu renkleri olan turuncu ve maviyide zayıf geçirir. Mavi filtre, komşu olmayan kırmızı, turuncu, ve sarıyıgeçirmezken, mavi ve yeşili zayıf geçirir. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından mavi filtreyi siyah görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve yeşilin karışımı olan sarı filtreden, kırmızı, sarı ve yeşili güçlü, bunların komşu renkleri olan turuncu ve maviyide zayıf geçirir. Yeşil filtre, komşu olmayan kırmızı ve turuncu ışığı geçirmezken, yeşil ışığı güçlü, mavi ve sarı ışığı da zayıf geçirir. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından yeşil filtreyi yeşil görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve yeşilin karışımı olan sarı filtreden, kırmızı, sarı ve yeşili güçlü, bunların komşu renkleri olan turuncu ve maviyide zayıf geçirir. Magenta (kırmızı+mavi) filtre, kırmızı ışığı güçlü geçireceğinden magenta filtreyi kırmızı görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve yeşilin karışımı olan sarı filtreden, kırmızı, sarı ve yeşili güçlü, bunların komşu renkleri olan turuncu ve maviyide zayıf geçirir. cyan (mavi+yeşil) filtre, komşu olmayan kırmızı ve turuncu ışığı geçirmezken, yeşil ışığı güçlü, mavi ve sarı ışığı da zayıf geçirir. Göz, zayıf ışınları algılayamadığından cyan filtreyi yeşil görür.

ışık filtreleri

Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, mavi ve yeşili güçlü, sarı ve mor ışığı zayıf geçirir. Kırmızı renge komşu olmayan bu ışınlar, kırmızı filtreden geçemediği için göz filtreyi siyah görür.

ışık filtreleri

Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, mavi ve yeşili güçlü, sarı ve mor ışığı zayıf geçirir. Mavi filtreden mavi ışık güçlü geçer, Göz filtreyi mavi görür.

ışık filtreleri

Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, mavi ve yeşili güçlü, sarı ve mor ışığı zayıf geçirir. Yeşil filtreden yeşil ışık güçlü geçer, göz filtreyi yeşil görür.

ışık filtreleri

Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, mavi ve yeşili güçlü, sarı ve mor ışığı zayıf geçirir. Magenta (kırmızı+mavi) filtre mavi ışığı güçlü geçirdiği için, magenta filtreyi göz mavi görür.

ışık filtreleri

Mavi ve yeşilin karışımı olan cyan filtreden, mavi ve yeşili güçlü, sarı ve mor ışığı zayıf geçirir. Kırmızı ve yeşilin karışımı sarıdan mavi ışık güçlü geçer. Göz sarı filtreyi yeşil görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve mavinin karışımı olan magenta filtreden kırmızı ve mavi ışığı güçlü, turuncu, yeşil ve moru zayıf geçirir. Yeşil filtreden güçlü geçen ışık olmadığından, göz yeşil filtreyi siyah görür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve mavinin karışımı olan magenta filtreden kırmızı ve mavi ışığı güçlü, turuncu, yeşil ve moru zayıf geçirir. Mavi filtreye güçlü gelen mavi ışık, güçlü geçeceğinden filtre mavi görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve mavinin karışımı olan magenta filtreden kırmızı ve mavi ışığı güçlü, turuncu, yeşil ve moru zayıf geçirir. Sarı (kırmızı+yeşil) filtreden kırmızı güçlü geçtiğinden, sarı filtre kırmızı görünür.

ışık filtreleri

Kırmızı ve mavinin karışımı olan magenta filtreden kırmızı ve mavi ışığı güçlü, turuncu, yeşil ve moru zayıf geçirir. Kırmızı filtreye güçlü gelen kırmızı ışık filtrenin kırmızı görünmesini sağlar.

ışık filtreleri

Kırmızı ve mavinin karışımı olan magenta filtreden kırmızı ve mavi ışığı güçlü, turuncu, yeşil ve moru zayıf geçirir. Mavi ile yeşilin karışımı olan cyan filtreye güçlü gelen mavi ışık, filtrenin mavi görünmesini sağlar.

Farklı Kırıcılık Ortamına Geçen Renkli Işığın Kırılma ve Yansıma Olayları

renklarin kırılması

Şekil-1

renklarin kırılması

Şekil-2

  • Işık, az yoğun (az kırıcı) ortamda çok yoğun (çok kırıcı) ortama geçerken (Şekil-1) yüzeyin normaline yaklaşarak kırlır. Kırılmanın nedeni farklı ortamlarda dalganın hızının değişimesi olduğunu biliyoruz. Beyaz ışığı oluşturan renklerden (Vkırmızı > Vturuncu > Vsarı > Vyeşil > Vmavi > Vmor) hızı büyük olan en az kırılırken, hızı düşük olan renk ise daha çok kırılmaya uğrar.
  • Işık, çok yoğun (çok kırıcı) ortamdan az yoğun (az kırıcı) ortama geçerken yüzeyin normalinden uzaklaşarak kırılır. Işık, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama her zaman geçer ancak çok yoğun ortamdan az yoğun ortama her zaman geçmez. Çok yoğun ortamdan ayırma yüzeyine β açısıyla gelen yeşil ışık, az yoğun ortama geçmeyip, yüzeye paralel olacak şekilde kırılıyorsa, β açısı yeşil ışık için sınır açısıdır. Eğer çok yoğun ortamdan az yoğun ortama β açısıyla beyaz ışık gönderildiğinde, beyaz ışıktaki yeşil renk yüzeyi yalayarak kırılırken, mavi ve mor tam yansıma yapar, kırmızı turuncu ve sarı az kırıcı ortama normalden uzuklaşarak kırılır. Sarı en çok kırılmaya uğrarken, kırmızı en az kırılmaya uğrar.