Işığın Yayılmas

1. Işığın YayılmasıIşık enerjisinin uzayda, havada veya maddenin içinde hareket etmesi sürecidir.
2. Düzgün YansımaGelen ışının yüzeye geldiği açıyla yansıdığı açının eşit olduğu yansıma türüdür.
3. Dağınık YansımaIşığın yüzeye düzensiz bir şekilde çarparak farklı yönlere saçıldığı yansıma türüdür.
4. Gelen IşınIşık kaynağından bir yüzeye doğru yayılan ışın demetidir.
5. Yansıyan IşınBir yüzeye çarpan ışının yüzeyden yansıyarak farklı bir yöne ilerlediği ışın demetidir.
6. Yüzey NormaliBir yüzeyin düzgün yansıma açısını belirlemek için kullanılan hayali çizgidir ve yüzeyin dik olarak kesildiği çizgidir.
7. Saydam MaddelerIşığın düzgünce geçebildiği ve neredeyse hiç yansımadığı maddelerdir.
8. Yarı Saydam MaddelerIşığın kısmen geçebildiği ve kısmen yansıdığı maddelerdir.
9. Saydam Olmayan MaddelerIşığın geçemediği ve tamamen yansıdığı veya emildiği maddelerdir.
10. Tam GölgeIşık kaynağına en yakın noktanın arkasında kalan bölgedir ve hiçbir doğrudan ışık ulaşmayan alandır.
11. Tam Gölgeyi Etkileyen FaktörlerTam gölgenin boyutunu ve şeklini etkileyen faktörler arasında ışık kaynağının boyutu, uzaklığı, gölgenin uzaklığı ve yüzeyin konumu bulunur.

Işık Yayılması ve Yansıma

Işık kaynakları çeşitlilik gösterebilir ancak farklı kaynaklardan yayılan ışığın izlediği yol aynıdır. Deniz feneri, bisiklet farı veya güneş ışığı gibi farklı kaynaklardan gelen ışık doğrusal bir şekilde yayılır. Işığın yolu daha net görünebilmesi için ışığın izlediği yola tebeşir tozları serpilebilir.

Bir ışık kaynağından çıkan ışık, engelle karşılaşmadıkça her yönde yayılır. Herhangi bir engelle karşılaşmayan ışık, doğrultuda ve her yönde doğrusal olarak yayılır. Iki nokta arasındaki ışık yolunu göstermek için ışık ışınları çizilebilir. Işık ışınları, ışığın izlediği yolu temsil eder ve “–>” şeklinde gösterilir. Somut olmayan bu ışınlar bir kaynaktan çıkan ışığın yolunu ifade eder.

Işık bir yüzeye çarpıp geri dönerken doğrultusunu değiştirirse, bu olaya yansıma adı verilir. Düz ayna, alüminyum folyo gibi cisimler üzerine düşen ışık, yansımaya uğrar.

Bir yüzey düz ve pürüzsüz olabileceği gibi pürüzlü de olabilir. Yansıma sadece pürüzsüz yüzeylerde meydana gelmez, pürüzlü yüzeylerde de görülür. Bu durumu anlamak için beton ve çakıllı zemine fırlatılan topların farklı yönlere nasıl hareket ettiğini gözlemleyebilirsiniz.

Düzgün Yansıma ve Dağınık Yansıma

Düzgün yansıma, cismin düzgün veya pürüzlü bir yüzey olmasına bakılmaksızın üzerine düşen ışığı aynı açıyla yansıttığı durumdur. Paralel ışık ışınları düz aynaya çarpıp birbirine paralel olarak yansır. Bu olaya düzgün yansıma denir. Cisimlerin yüzeyinde düzgün yansıma sonucu görüntü oluşur.

Dağınık yansıma ise pürüzlü yüzeylere gelen ışın demetlerinin rastgele yönlere saçılarak yansımasıdır. Bu tür yansıma ile cisimlerin görüntüsü net değildir ancak renkler ve şekiller ayırt edilir.

Işık Yansımasının Kuralları

Işığın yansımasının kuralları tüm yüzeylerde geçerlidir. Bir yüzeye düşen ışık, yüzeyden yansırken belirli kurallara uyar. Gelen ışının normal ile yaptığı açı, yansıyan ışının normal ile yaptığı açıya eşittir. Bu açılar aynı düzlemde bulunur.

Gölgeler

Işık kaynağının arkasındaki cisimlerin arkasında oluşan karanlık bölgelere gölge adı verilir. Gölge oluşumu için ışığın saydam olmayan bir cisimden geçememesi gereklidir. Gölgelerin boyutu cismin ışık kaynağına ve yüzeyine uzaklığına bağlı olarak değişir.

Güneş ve Ay Tutulmaları

Güneş ve Ay tutulmaları da ışığın yansıma ve gölge oluşumuyla ilgilidir. Bu olaylarda Güneş, Ay ve Dünya’nın belirli hizalarda bulunması sonucu ışık engellenir ve gölge oluşur. Güneş ve Ay tutulmaları gök olaylarıdır ve cisimlerin ışığın yayılması ve yansımasıyla ilişkilendirildiği durumları gösterir.

Işık Yansıması ve Maddelerin Geçirgenliği

Yansıma kanunlarını özetleyecek olursak:

• Gelen ışın, yansıyan ışın ve yüzey normali aynı düzlemde bulunur.
• Gelen ışının normalle yaptığı açının ölçüsü, yansıyan ışının normalle yaptığı açıya eşittir (a = b).

Bu yansıma kuralları düz yüzeylerle sınırlı değildir, aynı zamanda bütün yüzeylerde geçerlidir. Işık, tüm yüzeylerden yansırken yansıma kurallarına uygun olarak yansır. Işığın normal doğrultusunda yüzeye gönderildiğinde yüzeyden dik olarak yansıdığını gözlemleyebiliriz.

Cisimlerin ışığı geçirme yetenekleri farklıdır. Kitap, tahta gibi opak cisimler ışığı geçirmezken, cam ve buzlu cam gibi cisimler farklı derecelerde ışığı geçirirler.

Soruları Cevaplayalım

• Hangi cisimler ışığı geçirirken, hangileri geçirmez?
• Işık kaynağının önünde bir arkadaşınızın durması durumunda aydınlatılan bölgede nasıl bir değişiklik beklersiniz? Bu tahmininizi deneyerek doğrulayabilirsiniz.
• Eğer yatak odasının duvarları ışığı penceredeki cam gibi geçirseydi, yaşamınız nasıl etkilenirdi? Pencerelerinizde cam yerine tahta kaplı olsaydı, bu durumda neler olurdu?

Günlük yaşamda saydam ve saydam olmayan maddeleri birçok yerde kullanırız. Örneğin cam, saydam bir malzemedir ve pencerelerde kullanılır çünkü ışığı iyi geçirir. Buzlu cam ise yarı saydam bir malzemedir ve ışığın geçişini sınırlar. Bu nedenle ışığın az geçmesi istendiği yerlerde buzlu cam kullanılır.

Geçmiş dönemlerde, insanlar zamanı ölçmek için günümüzdeki saatleri kullanmazdı. Onlar, dikili taşların veya yerde dikilen çubukların gün içindeki gölgelerinin hareketini izleyerek zamanı belirlemeye çalışırlardı. Bu yöntemlerle zamanla güneş saati geliştirildi.

Gölge Oluşumu ve Güneş Tutulması

Gölge oluşumunun ve güneş tutulmalarının detayları şu şekildedir:

• Işık kaynağının izlediği yol üzerinde bulunan şekillerin gölgeleri, ışığın engellendiği bölgelerde oluşur.
• Cisimlerin ışık kaynağına olan uzaklıkları, gölgelerin boyutunu etkiler.
• Işığın geliş doğrultusu ve gölgelerin boyu arasında doğru bir ilişki vardır.

Bir cismin önüne saydam olmayan bir engel konulduğunda, cismin arkasında ışık alamayan bir bölge oluşur ve buna “tam gölge” adı verilir. Etkinlik sırasında gözlemlediğiniz gibi, hayvan resimlerinin ışık kaynağına olan yakınlığı veya uzaklığı, gölgenin boyutunu etkiledi. Ayrıca resimleri farklı açılarda tuttuğunuzda, gölgenin şekli değişti.

Gölgelerin uzunluğu, ışığın geliş doğrultusuna bağlı olarak değişir. İlk çizilen gölge öğle vaktinde çizilmiştir. Bu saatlerde güneş ışınları Dünya’ya dik olarak gelir ve Güneş, en yüksek noktada bulunur. Bu durumda en kısa gölge oluşur. Ancak akşama doğru Güneş alçalırken, ışınları Dünya’ya eğik bir açıyla gelir ve gölgelerin boyu uzar.

Soruları Cevaplayalım

• Cismin ışık kaynağına yakınlığı veya uzaklığı, gölge oluşumunu nasıl etkiler?
• Deneydeki bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenler nelerdir?
• Yaptığınız deney sonuçları, önceden yaptığınız tahminleri doğruladı mı? Bu durumu nasıl açıklarsınız?

Işık saydam olmayan cisimlerden geçemediği için gölge oluşur. Etkinlikte mum, cisim ve karton arasındaki mesafe değiştiğinde karton üzerinde oluşan gölgenin büyüklüğünün değiştiğini gözlemlediniz. Cismin mumun yanına yaklaştırılması durumunda gölgenin büyüdüğünü, mumdan uzaklaştırılması durumunda ise gölgenin küçüldüğünü gördünüz. Bu durumda gölge boyu bağımlı değişken, cismin muma uzaklığı bağımsız değişken, cismin kartona uzaklığı ise sabit tutulan değişken olur.

Bir gözünüzü kapatın ve diğer gözünüzle bir madeni para tutarak tavana bakın. Paranın daha büyük olan lambayı engellediğini gözlemleyeceksiniz. Aynı şekilde Ay da Güneş’in görülmesini engelleyebilir. Güneş ve Ay tutulmalarını duydunuz mu? Bu olaylar nasıl gerçekleşebilir?

Güneş ve Ay tutulmalarını gözlemlediniz mi? Dünya’nın ve Ay’ın hareketlerini düşünün. Dünya, Güneş’in etrafında dönerken Ay da Dünya’nın etrafında döner. Bu üç gök cismi, dolanımları sırasında zaman zaman aynı hizaya gelir. Bu durum, belirli aralıklarla tekrarlanan güneş ve ay tutulmalarının oluşmasına neden olur. Gölge oluşumuyla tutulma olayları arasında benzerlikler vardır. Hem gölge oluşumu hem de güneş ve ay tutulmaları, ışığın yolu üzerindeki engellerin sonuçlarını gösterir.