Özel Ders

IŞIĞIN YAYILMASI VE GÖLGE

Ygs ve 10. Sınıf fizik konusu. Işık ve gölge. Gölge oluşumu, tam gölge, yarı gölge ve karanlık kutu. Saydam, Yarı Saydam ve Saydam olmayan maddeler. Konu anlatımı.

Cisimlerin görülebilmesi için ışık gereklidir. Bir cisim kendi yaydığı ışık sayesinde veya başka bir cisimden aldığı ışığı yansıtırsa görülebilir.

Kendiliğinden ışık saçan cisimlere ışık kaynakları denir. Işık yaymayan cisimler ancak bunların yaydığı ışığın üzerlerine düşüp yansıması ve göze gelmesiyle görülebilirler.

Saydam Maddeler:

Işığı geçirebilen maddelere saydam maddeler denir. Cam, hava ve saf su saydam maddelere örnektir.

Yarı Saydam Maddeler:

Işığın bir bölümünü geçirebilen maddelere yarı saydam maddeler denir. Buzlu cam, film şeridi, islenmiş cam bu maddelere örnektir.

Saydam Olmayan Maddeler:

Üzerlerine düşen ışığı kesinlikle geçirmeyen maddelere denir. Tahta, beton, demir ışığı geçirmeyen maddelere örnek verilebilir.

Işık Işını:

Işık olaylarının yorumlanmasında “ışık ışını” kavramı kullanılır. Işık ışını, ışık kaynağından çıkan bir tek fotonun geçtiği yoldan sürekli fotonların geçmesiyle oluşturulan ışık çizgisi gibi düşünülebilir. Geometrideki doğru kavramına benzetilebilir. Pratik olarak tek ışık demeti hiçbir zaman elde edilemez.

Newton’un Işık Hipotezi:

Bir ışık kaynağının her noktası, çevresindeki tüm doğrultulara homojen ve saydam ortam içinde doğrusal yollarla yayılan ışınlar yayar.

Gölge:

Işığın doğrusal yollarla yayılma özelliğinin bir sonucu olarak gölge oluşur. Doğrusal yollarla yayılan ışık ışınları önünde bir engel oluşunca engelin kapattığı bölgelere geçemez ve engelin arka kısmında engele benzer bir karanlık bölge oluşur. Bu bölgeye gölge denir. Gölgedeki cisimler görülebilir, bunun sebebi ışığın diğer doğrultularda da yayılması ve engel dışında kalan bölgelere düşmesi, bu bölgelerde yer alan cisimlerin ışığı yansıtması ve gölge alanı içinde kalan cisimleri aydınlatmasıdır. Ancak gölge alanı doğrudan ışık almadığından çevresine göre daha az aydınlık olur ve gölge belirir.

Tam Gölge:

Noktasal bir ışık kaynağının önüne saydam olmayan bir cisim konulur, cismin arka kısmına da bir ekran yerleştirilirse, ekranda cismin tam gölgesi oluşur.

Tek ve noktasal ışık kaynaklarının kullanıldığı gölge oluşumları daima tam gölgedir. Gölgenin boyutları, ışık kaynağı, engel ve ekranın konumlarına bağlıdır. Cismin boyu da gölge büyüklüğünü belirler.

Yarı Gölge:

Işık kaynağı küresel olursa veya birden fazla noktasal ışık kaynağı kullanılırsa ekran üzerinde hem tam hem de yarı gölge oluşur. Kaynağın hiçbir bölgesinden ışık almayan kısımda tam gölge oluşurken bir kısmından ışık alan bölgelerde yarı gölge oluşur.

Karanlık Kutu

Işığın doğrusal yollarla yayıldığının bir göstergesi karanlık kutu deneyidir. Bu deney için ışık geçirmeyen bir kutu yapılır ve kutunun bir yüzü buzlu cam ile kapatılır. Kutunun ışığa bakan tarafında küçük bir delik açılır ve deliğin karşısına bir ışık kaynağı yerleştirilir. Buzlu cam üzerinde ışık kaynağının ters görüntüsü elde edilir.