Işığın Yayılması ve Yansıması

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Işığın kaynağından nasıl çıkıp nasıl ilerlediğini, ışığı geçiren ve geçirmeyen maddeleri, gölgenin nasıl oluştuğunu, ışığın yüzeylerden yansımasını ve düz aynada görüntünün nasıl meydana geldiğini öğreneceğiz.

• Işığın düz çizgi hâlinde yayıldığını açıklayabilirim.
• Saydam, yarı saydam ve saydam olmayan maddeleri ayırt edebilirim.
• Gölgenin oluşma koşullarını sıralayabilirim.
• Işığın düz ve pürüzlü yüzeylerde yansımasını karşılaştırabilirim.
• Aynada oluşan görüntünün nasıl oluştuğunu açıklayabilirim.

Ön Bilgi: Işık ve Işık Kaynakları

Dünya üzerindeki bütün nesneleri görebilmemizin tek sebebi ışıktır. Işık kaynağı, kendiliğinden ışık yayan cisimdir. Güneş, yıldızlar ve şimşek doğal ışık kaynaklarıdır; lamba, mum ve el feneri ise yapay ışık kaynaklarıdır. Ay ışık üretmez, Güneş'ten aldığı ışığı yansıtır. Bu nedenle karanlık bir gecede gökyüzünde yıldızları görürken Ay'ı göremeyiz.

Bir cismi görebilmek için ışığın üç yol kat etmesi gerekir: kaynaktan cisim çıkmalı, cisme çarpıp yön değiştirmeli ve gözümüze ulaşmalıdır. Işık kaynağı ile göz arasındaki herhangi bir engel bu yolu kestiği için cisim görünmez olur.

Işık Düz Çizgi Hâlinde İlerler

Işık, kaynağından çıktıktan sonra düz bir çizgi boyunca ilerler. El fenerini karanlık bir odada açtığında ışık kolluğunun ağzından çıkar ve ilerlediği doğrultuda ilerler; bir engelle karşılaşmadığı sürece sağa, sola, yukarıya ya da aşağıya sapmaz. Bu yüzden gölgenin kenarları her zaman keskindir ve ışık kaynağı ne kadar yakınsa gölgenin oluşması için gereken alan o kadar büyür.

Saydam ve Saydam Olmayan Maddeler

Işığın geçme derecesine göre maddeler üç gruba ayrılır. Saydam maddeler ışığın tamamını geçirir; cam, temiz hava ve su bu gruptadır. Yarı saydam maddeler ışığın bir kısmını geçirir; yağlı kâğıt ve tül böyledir. Saydam olmayan maddeler ise ışığı geçirmez; tahta, taş ve metal böyle maddelerdir. Yarı saydam bir maddenin arkasına ışık tutulduğunda arkasından ışık zayıf da olsa görülür.

Gölge Nasıl Oluşur?

Işık bir cisimle karşılaşıp onun tarafından kesildiğinde, cismin arkasında karanlık bir alan kalır. Buna gölge denir. Gölgenin oluşması için üç şey gereklidir: bir ışık kaynağı, ışığı kesen bir cisim ve gölgenin düşeceği bir yüzey. Gölgenin şekli cismin biçimine benzer; kare bir cismin gölgesi de kareye benzer. Işık kaynağı cisme yaklaştıkça gölge büyür, uzaklaştıkça küçülür.

Basit Örnek: Gölge Deneyi

Karanlık bir odada el fenerini duvara doğru tutarız ve elimizi ışığın önüne koyarız. Duvarda elimizin karanlık silueti görünür. Elimizi fenerden uzaklaştırırsak gölgenin küçüldüğünü, yaklaştırırsak büyüdüğünü görürüz. Deneyin önemli bir kuralı vardır: gölgenin oluşması için ışık kaynağı, cisim ve yüzey arasında doğru sıralama olmalıdır.

İleri Örnek: İki Işık Kaynağı

Bir cismi iki ayrı ışık kaynağı aydınlatıyorsa her kaynak kendi gölgesini oluşturur. Bu nedenle cismin arkasında iki ayrı gölge görülür. Işık kaynağı sayısı arttıkça gölge sayısı da artar. Bir lamba odanın bir köşesinde, ikinci lamba öbür köşede ise gölgeler ters yönlere düşer ve ortada ikisinin kesiştiği bir bölge kalır.

Işığın Yansıması

Işık bir yüzeye çarpıp aynı açıyla geri döndüğünde buna yansıma denir. Düz bir aynada yansıma düzenlidir; gelen ışığın tamamı tek bir yöne gider ve bu yüzden aynada net bir görüntü oluşur. Pürüzlü bir duvara düşen ışık ise dağınık olarak yansır. Bu yüzden duvardan bir görüntü oluşmaz, ancak duvar aydınlanır. Güneş'in bize ulaşan ışığı da Dünya yüzeyinden yansıyarak gelir.

Aynada Oluşan Görüntü

Düz bir aynaya baktığımızda gördüğümüz şey kendimiz değiliz; aşınan yansıyan ışıktır. Cisimden aynaya giden ışık, aynadan aynı açıyla geri döner ve gözümüze ulaşır. Görüntü, cisimle ayna arasındaki uzaklık kadar aynanın arkasında oluşmuş gibi görünür. İki ayna karşılıklı konulduğunda görüntü tekrar tekrar oluşur; her yansımada yeni bir görüntü doğar.

Adım Adım Çözüm

Bir ışık sorusu çözerken şu sırayı izlemek hata payını düşürür.

1. Adım: Işık kaynağı var mı diye bak; kaynak yoksa ışık da yoktur.
2. Adım: Cismin ışığı geçirip geçirmediğine karar ver; geçiriyorsa gölge oluşmaz.
3. Adım: Gölge sorusunda kaynak ile cisim arasındaki uzaklığı belirle; yakınlık gölgeyi büyütür.
4. Adım: Yansıma sorusunda yüzeyin düz mü pürüzlü mü olduğunu kontrol et.
5. Adım: Ayna sorusunda görüntünün aynanın arkasında oluştuğunu hatırla.

Karşılaştırma Tablosu

Konuyla İlgili Bilgilerimizi Derleyelim

Konunun temel bilgilerini birlikte derleyelim.

Sık Yapılan Hatalar

• Aynayı ışık kaynağı saymak: Ayna yalnızca gelen ışığı geri gönderir, kendi başına ışık üretemez. Bu yüzden ayna ışık kaynağı değildir.
• Yarı saydam maddeyi saydam saymak: Yağlı kâğıt ışığın bir kısmını geçirir; bu yüzden arkasından görüntü tam değil bulanıktır.
• Gölgeyi ışığın kendisi sanmak: Gölge ışığın ürettiği bir alan değildir; ışığın ulaşamadığı karanlık bölgedir.
• Işığı ses sanmak: Işık boşlukta da yayılır, ses ise yayılamaz; bu yüzden Ay'ın ışığını görür onun sesini duyamayız.

Özet

Işık kaynağından düz bir çizgi hâlinde yayılır ve saydam olmayan bir cisimle karşılaştığında gölge bırakır. Gölgenin şekli cismin biçimine benzer; kaynak cisme yaklaştıkça gölge büyür. Işık yüzeye çarpıp geri döndüğünde yansıma olur; düz yüzeyde bu yansıma düzenli, pürüzlü yüzeyde dağınıktır. Aynada gördüğümüz görüntü, aşınan yansıyan ışıktır.

Kendini Dene

Karanlık bir odada bir kâğıdı el fenerine doğru tut ve üzerine bir kalemle küçük bir delik aç. Deliği ışığa doğru tut. Karşı duvarda ne görüyorsun? Deliği açtığın yere göre karşı duvardaki ışık noktasının durumu nasıl değişir? Sonuçları iki cümleyle yaz.

İlgili Konular

Bu konuyu daha sağlam öğrenmek için şu konularla birlikte çalışabilirsin:

• Sesin Oluşumu ve Yayılması Ses, bir maddenin titreşmesiyle oluşur; titreşim yoksa ses de yoktur.
• Işık ve Ses – Uygulama ve Değerlendirme Işık ve Ses konusunda ışık kaynaklarını, gölgeyi, titreşimi ve sesin yayılmasını pekiştirdik.
• Elektrik Pil, akü ve şehir elektriği elektrik kaynaklarıdır; elektrik aydınlatma, ısınma ve taşımacılıkta kullanılır.