Gözümüzden Işık mı Çıkar?
Eski çağlarda bazı düşünürler görmenin, gözden çıkan ışınların cisimlere çarpmasıyla olduğunu savunuyordu. Bugün bile bazı öğrenciler böyle düşünüyor. Basit bir sınama yapın: penceresiz, ışıkları kapalı bir odada gözünüzü ne kadar açarsanız açın hiçbir şey göremezsiniz. Gözden ışık çıksaydı karanlıkta da görürdük.
Doğrusu tersidir. Işık kaynağından çıkan ışık cisme çarpar, cisimden yansıyan ışık gözümüze girer. Görmek, ışığı almaktır.
Işık Bir Cisme Çarpınca
Üç şey olabilir, çoğu zaman üçü birden ve farklı oranlarda: ışık yüzeyden geri döner (yansıma), cisim tarafından tutulup çoğunlukla ısıya dönüşür (soğurulma) ya da cismin içinden geçer. Işığın büyük kısmını geçiren cam, su ve hava saydam; bir kısmını geçirip arkasını bulanık gösteren buzlu cam ve yağlı kâğıt yarı saydam; hiç geçirmeyen tahta, taş ve metal opak maddelerdir.
Kırmızı Elma Neden Kırmızı?
Beyaz ışık bütün renkleri içerir. Elma üzerine düşen ışığın kırmızısını yansıtır, diğer renkleri soğurur; gözümüze yalnız kırmızı ulaşır. Cismin rengi, yansıttığı ışığın rengidir. Beyaz cisim bütün renkleri yansıtır, siyah cisim hepsini soğurur.
Renkli ışık altında tablo değişir. Kural: gelen ışıkta cismin kendi rengi varsa cisim onu yansıtır; yoksa yansıtacak ışık kalmaz ve cisim siyah görünür.
| Cisim | Gönderilen ışık | Görünen renk |
|---|---|---|
| Beyaz kâğıt | Mavi | Mavi |
| Kırmızı elma | Yeşil | Siyah |
| Yeşil yaprak | Yeşil | Yeşil |
| Siyah kömür | Kırmızı | Siyah |
Mini soru: sahnede kırmızı ışık altında duran şarkıcının beyaz tişörtü hangi renk görünür? Beyaz cisim gelen her rengi yansıttığı için kırmızı.
Siyah Kap Neden Önce Isınır?
İçinde eşit miktarda su bulunan siyah ve beyaz iki kap aynı süre Güneş'te bekletildi. 10 dakika sonra siyah kaptaki su 38 °C, beyaz kaptaki 29 °C ölçüldü. Siyah yüzey ışığın neredeyse tamamını soğurur ve soğurulan ışık enerjisi ısıya dönüşür; beyaz yüzey ışığın çoğunu yansıtır, az ısınır.
Yazın açık renk giysi seçmemiz, güneş enerjili su ısıtıcılarının panellerinin siyaha boyanması, sıcak ülkelerde damların beyaza boyanması hep bu sonuca dayanır. Deneyde kap boyu, su miktarı ve bekleme süresi aynı tutulmalı; değişen tek şey renk olmalıdır.
Çatılardaki iki aygıt sık karıştırılır. Güneş kolektörü (su ısıtıcısı) ışığı koyu yüzeyinde soğurup ısıya çevirir ve suyu ısıtır. Güneş paneli ise ışığı doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür; içinde ısınacak su yoktur. İkisi de ışık enerjisinin maddeyle etkileşiminden yararlanır, ama çıktıları farklıdır.
Yansımanın Kuralı
Gelen ışının yüzeyin dikmesiyle (normalle) yaptığı açıya gelme açısı, yansıyan ışının normalle yaptığı açıya yansıma açısı denir. Kural tektir: gelme açısı = yansıma açısı. Normalle 30° açı yaparak gelen ışın normalle 30° açı yaparak yansır.
Sık yapılan hata: açıyı ayna yüzeyinden ölçmek. Soruda "ışın ayna yüzeyiyle 50° açı yapıyor" deniyorsa gelme açısı 50° değil, $90 - 50 = 40$ derecedir; yansıma açısı da 40° olur.
Pürüzsüz yüzeyde (ayna, durgun su) paralel gelen ışınlar paralel yansır; bu düzgün yansımadır ve görüntü oluşur. Pürüzlü yüzeyde (kâğıt, duvar, buruşuk alüminyum folyo) ışınlar farklı yönlere dağılır; bu dağınık yansımadır. Kural her ışın için yine geçerlidir, yalnızca her noktada normal farklı yöne bakar. Odadaki eşyaları her açıdan görebilmemiz dağınık yansıma sayesindedir.
Üç Ayna, Üç Görüntü
| Ayna | Görüntü | Nerede kullanılır? |
|---|---|---|
| Düz ayna | Cisimle aynı boyda, düz, sağ-sol ters; aynanın arkasında, cisimle aynı uzaklıkta | Banyo aynası, periskop |
| Çukur ayna | Yakındaki cismi büyük gösterir; ışınları toplar | Diş hekimi ve makyaj aynası, el feneri ve araba farının arkası |
| Tümsek ayna | Her zaman küçük ve düz; görüş alanı geniş | Araç dikiz aynası, market ve kavşak aynaları |
Periskop iki düz aynadan oluşur. Borunun iki ucuna 45° eğik yerleştirilen aynalardan üstteki ışığı aşağı, alttaki göze doğru yansıtır; ışın her aynada 90° döner. Denizaltıcılar ve kalabalıkta sahneyi görmek isteyenler bu yolla engelin üstünden bakar.
Aynanın 2 metre önünde duran biri görüntüsünü aynanın 2 metre arkasında görür; kendisi ile görüntüsü arasındaki uzaklık 4 metredir. Sınavda 2 ile 4 sık karıştırılır.
Gölge: Işık Düz Gider
Işık doğrusal yayıldığı için opak bir cismin arkasına ulaşamaz ve gölge oluşur. Hiç ışık almayan koyu bölge tam gölge, kaynağın yalnız bir kısmından ışık alan açık bölge yarı gölgedir; yarı gölge, ışık kaynağı nokta değil geniş olduğunda ortaya çıkar. El fenerini elinize yaklaştırdıkça duvardaki gölge büyür, uzaklaştırdıkça küçülür.
Köprü: Işık Ortam Değiştirince
Bu konunun testleri kırılma ve mercekleri de soruyor: suya batırılan kaşığın kırık görünmesi, büyüteç, gözlük camları. Kısaca: ışık bir saydam ortamdan ötekine geçerken hızı değiştiği için kırılır; hız havada en yüksek, suda daha düşük, camda daha da düşüktür. İnce kenarlı mercek ışınları toplar (büyüteç, hipermetrop gözlüğü), kalın kenarlı mercek dağıtır (miyop gözlüğü). Periskop yansımaya, büyüteç kırılmaya dayanır. Ayrıntısı "Işığın Kırılması ve Mercekler" anlatımında.
Sık sorulanlar
Duvara bakınca neden kendimizi göremeyiz?
Duvar pürüzlüdür ve ışığı dağınık yansıtır. Işınlar farklı yönlere dağıldığı için görüntü oluşmaz, ama duvarın kendisini görürüz.
Siyah bir cisim kırmızı ışıkla aydınlatılırsa hangi renk görünür?
Siyah. Siyah cisim gelen ışığın tamamını soğurur; gözümüze yansıyan ışık olmaz.