AYDINLANMA VE GÖLGE SORULARI II

Fizik dersi aydınlanma ve gölge konusu. İki ışık kaynağını kullanarak bir perde veya ekran üzerinde gölge oluşturma. Oluşan gölgenin alanını hesaplama.

Soru –1 

Yukarıdaki şekilde K ve L noktasal ışık kaynakları, M ise saydam olmayan bir cisimdir. M cisminin yarıçapı 0,5 br’dir.

K ve L ışık kaynaklarının O merkezli perdede oluşturacakları gölgelerin alanları kaç cm² dir?

(Bölmeler kare şeklinde ve eşittir, her bölme uzunluğu 10 cm dir)

Çözüm:

Noktasal ışık kaynaklarının perdede oluşturacağı gölge bulunurken her noktasal kaynaktan iki adet ışın göndermek yeterlidir. Bu ışık ışınları saydam olmayan kürenin altından ve üstünden geçecektir. Her ışık ışını perdede çarptığı yerden eğer engelin üst kısmından geliyorsa perdenin üst kısmını aydınlatacak, engelin alt kısmından geliyorsa perdenin alt kısmını aydınlatacaktır. Perdede bu iki ışık ışını arasında kalan bölge gölge olacaktır. Her iki ışık ışını tarafından görülmeyen bölgede tam gölge, bir ışık ışını tarafından görülen bölgede yarı gölge oluşacaktır.

Gölge alanı iki yoldan hesaplanabilir.

1. yol olarak şekilde görüldüğü gibi ışınlar arasında kalan birim kareleri sayarak dairelerin yarıçaplarını bulabiliriz.

Tam gölgenin alanı,

G_tam = π.r²

G_tam = 3,14 . 100 = 314 cm²

Yarım gölgenin alanını hesaplarken yarı gölgeyi oluşturan büyük daireden küçük dairenin alanını çıkarırız.

G_y = 3,14 . 400 

 G_y = 1256

Bu alan dıştaki dairenin alanıdır. Bu alandan tam gölgenin alanını çıkarırsak yarı gölgenin alanını buluruz.

G_yg = 1256 – 314 = 942 cm²

Soru – 2 

Şekilde K noktasında bulunan bir göz, L saydam olmayan cismin ardında bulunan M küresel ışık kaynağını nasıl görür.

Çözüm:

Soruyu çözmek için öncelikle gözü bir ışık kaynağı gibi, ışık kaynağının bulunduğu yerde ise bir ekran varmış gibi düşünebiliriz.

Bu durumda öncelikle yapmamız gereken L küresel cisminin ekran üzerinde yani ışık kaynağının bulunduğu yerde bir görüntüsünü oluşturmaktır.

Bunun için 3 ve 4 numaralı ışınları çizeriz. Bu ışınlar L cisminin M cismi üzerindeki görüntüsünü oluşturur. Daha sonra yine K noktasından 1 ve 2 numaralı ışınları çizeriz. Bu ışınlar ışık kaynağının görülen üst sınırını verir. Elde ettiğimiz şekil aşağıdaki gibidir. Işık kaynağının olduğu yerdeki şekil, gözün ışık kaynağını görüş biçimidir.

Aydınlatma ve gölge oluşumu soruları bir dizi sayfadan oluşmaktadır. Gölge büyüklüklerinin hesaplanması, gölge şekilleri ve ışık kaynaklarının görünüş biçimleri ile ilgili diğer soruların linki aşağıda yer alıyor. 

Başarılar Dileriz.

Aydınlanma ve Gölge Soruları - 1

Aydınlanma ve Gölge Soruları-3

SANATSAL BİLGİ

20/03/2018