1. IfiIK ‹LE MADDEN‹N KARfiILAfiMASI
Ifl›k Kaynaklar›
Cisimleri görmemizi sa¤layan; yak›lan bir el feneri, Günefl, mum alevi gibi ›fl›k
kaynaklar›d›r. Günefl, y›ld›zlar ve atefl böce¤i do¤al ›fl›k kaynaklar›d›r. Mum, el
feneri ve gaz lambas› ise yapay ›fl›k kaynaklar›d›r. Ifl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›k,
cisimlere çarp›p yans›d›ktan sonra gözümüze gelerek onlar› görmemizi sa¤lar. Bir
cismin ›fl›k kayna¤› olup olmad›¤›n› anlaman›n en kolay yolu, o cismi karanl›k bir
odada gözlemektir. Karanl›kta bir cismin varl›¤›n› gözümüzle alg›layabiliyorsak o
cisim bir ›fl›k kayna¤›d›r. Ifl›k kaynaklar›n›n yaym›fl olduklar› ›fl›klar, bu kaynaklar›n yap›ld›klar› maddeye ve içersinde bulunduklar› fiziksel koflullara göre de¤iflir.
Bir elektrik ampulünün sald›¤› ›fl›k; flaman›n akkor dereceye dek k›zmas›ndan,
mum alevininki ise karbon zerreciklerinin korlaflmas›ndand›r. Bu tür kaynaklar akkor kaynak olarak adland›r›l›r. Atefl böce¤i, neon lamba gibi kaynaklar ise so¤uk
kaynaklard›r. S›cakl›¤› giderek art›r›lan bir demir parças›n›n bafllang›çta sald›¤›
›fl›k gözükmemektedir. S›cakl›¤›n artmas›na ba¤l› olarak, görülen ›fl›¤›n rengi önce k›rm›z›, sonra turuncu, sar› olup giderek beyazlafl›r.
Ifl›k kaynaklar› kendi¤ilinden görüldü¤ü hâlde, ›fl›k yaymayan cisimler ancak
üzerlerine ›fl›k düflürülürse görünür hâle gelir. Bu tür cisimlere ayd›nlat›lm›fl cisim
denir. Ay, defter, kalem ve masa gibi cisimler ayd›nlat›lm›fl cisimlerdir.
Saydam ve Saydam Olmayan Maddeler
Bir ›fl›k kayna¤› ile gözümüz aras›na, ince bir cam levha veya ince bir su tabakas› koyal›m. Kaynak, görünmekte devam eder. Cam, su, hava gibi ›fl›¤› iyi ge-
çiren cisimlere saydam cisimler denir. Deney, tahta, mukavva veya madensel
Köpek ayd›nlat›lm›fl oldu¤u için kedi onu görebilir.
Kediden ›fl›k gelmedi¤i için köpek onu göremez.
Bir cismi görebilmek için ondan gözümüze ›fl›k gelmelidir.
160cisimlerle tekrarlan›rsa, ›fl›k kayna¤›n› bunlar arkas›ndan göremeyiz. Ifl›¤› geçirmeyen bu cisimlere saydam olmayan cisimler denir. Saydam ve saydam olmayan cisimler yan›nda, ince ka¤›t, buzlu cam... gibi, ›fl›¤›n bir k›sm›n› geçiren cisimler de vard›r. Bunlara yar› saydam cisimler denir. Ancak, bu ay›rma pek kesin de¤ildir. Çünkü, cisimlerin ›fl›¤› geçirme¤e elverifllili¤i bunlar›n kal›nl›klar›na
da ba¤l›d›r. Örne¤in, metrelerce kal›nl›kta olan bir cam –veya su– tabakas› saydam olmad›¤› gibi, kal›nl›¤› 1/10 μ kadar az olan bir alt›n yaprak yeflil ›fl›¤› geçirecek bir saydaml›ktad›r.
Ifl›k Nas›l Yay›l›r?
Bir K ›fl›k kayna¤›n›n önüne düfley do¤rultuda ve birbirine paralel L1
ve L2
levhalar›n› yerlefltirelim. Bu levhalar›n üzerlerinde S1 ve S2
delikleri bulunsun. S2
deli¤inin arkas›ndan bakan bir gözlemcinin K ›fl›k kayna¤›n› görebilmesi için; S1
,
S2 delikleri, göz ve K ›fl›k kayna¤›n›n ayn› do¤ru üzerinde bulunmas› gerekir.
Levhalardan birini biraz afla¤› ya da yukar› do¤ru hareket ettirirsek ›fl›k kayna¤›-
n› göremeyiz. Bu basit deney, bize ›fl›¤›n do¤rusal olarak yay›ld›¤›n› kan›tlamaktad›r.
Yap›lan duyarl› deneyler sonunda ›fl›¤›n; bofllukta 300 000 km/s,
havada yaklafl›k olarak 300 000 km/s, su içinde 225 000 km/s, camda
ise 200 000 km/s h›zla yay›ld›¤› ölçülmüfltür. Buradan da ›fl›k h›z›n›n
büyüklü¤ünün yay›ld›¤› ortam›n cinsine ba¤l› oldu¤u ve belli bir homojen ortam içinde ›fl›k h›z›n›n sabit oldu¤u ortaya ç›kar. Ifl›¤›n bir y›lda gidebildi¤i uzakl›¤a ›fl›k y›l› denir.
Ifl›k hangi ortamda olursa olsun do¤rular boyunca yay›l›r. Ifl›¤›n yay›lma yollar›n› belirten do¤rulara ›fl›k ›fl›nlar› denir.
Bir kaynaktan ç›kan ›fl›k ayn› ortamda bir do¤ru boyunca ilerler. Bir do¤rultuda giden ve ›fl›¤›n yolunu belli eden do¤rulara ›fl›k ›fl›n› denir. Her türlü ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›k ›fl›nlar› ayn› ortam içinde do¤rusal olarak yay›l›r.
Günlük yaflamda ›fl›¤›n do¤ru boyunca yay›ld›¤›n› kan›tlayan olaylardan baz›lar› flunlard›r: Bir cismin gölgesinin kendisine benzemesi, gölge ve yar› gölgelerin oluflmas›, ay ve günefl tutulmalar›, ayd›nlanma, yans›ma, gece ve gündüz
oluflumu, vb.
Ifl›k kaynaklar›ndan ç›kan ›fl›nlar bir ortamda ilerlerken saydam olmayan cisimler üzerine düflerlerse, cisimleri geçemediklerinden dolay›, cisimlerin arka taraf›ndan karanl›k bölgeler oluflur. Meydana gelen bu karanl›k bölgeye gölge denir.
Gölgenin flekli, saydam olmayan cismin kesitinin flekline benzer. (Bunun nedeni ›fl›¤›n do¤rusal olarak yay›lmas›d›r.)
L1
L2
S1
K
S2
161
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7Yandaki flekilde oldu¤u gibi ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›nlar›n
hiç düflmedi¤i bölgeye gölge dendi¤ini biliyoruz. Buralar tam gölge olarak da isimlendirilir.
Noktasal kaynak yerine büyük bir kaynak kullan›lmas› durumunda karanl›k bölge iki k›s›mdan oluflur.
Bu gölgenin etraf›nda az ›fl›k alan bölgeye de yar› gölge denir.
Yukar›daki flekillerde görüldü¤ü gibi hiç ›fl›n düflmeyen bölgede gölge, kayna¤›n baz› bölümlerinden gelen ›fl›nlar›n düfltü¤ü bölümlerde yar› gölge oluflur.
Örnek
fiekildeki düzenekte hangi noktalar ayd›nl›k bölge, gölge ve yar› gölge içinde bulunur?
Çözüm
C noktas› her iki kaynaktan da ›fl›k alamayan bölge içinde
oldu¤undan, tam gölge içindedir.
B ve D noktalar› yaln›z bir ›fl›k kayna¤›n›n ayd›nlatt›¤› bölge içinde olduklar›ndan, yar› gölge içindedir.
A ve E noktalar› her iki ›fl›k kayna¤›n›n da ayd›nlatt›¤› bölge içinde olduklar›ndan, ayd›nl›k bölge içindedir.
Ay ve Günefl Tutulmas›
Günefl ve Ay tutulmalar› da gölge olay›n›n bir sonucudur.
Ay, Dünya ile Günefl aras›na girdi¤i zaman, Dünya üzerine Ay’›n tam gölgesinin düfltü¤ü yerlerde Günefl hiç görünmez. Buna tam günefl tutulmas› denir.
Ay’›n yar› gölgesinin düfltü¤ü bölgelerde ise Günefl k›smen görülür. Buna da k›sküresel
engel
A
noktasal
›fl›k kaynaklar›
B
C
D
E
küresel
engel
A
noktasal
›fl›k kaynaklar›
B
C
D
E
küresel
engel
noktasal
›fl›k kaynaklar›
›fl›k kayna¤›
saydam
olmayan
cisim
gölge
perde
tam
gölge
yar›
gölge
yar›
gölge
yar›
gölge
tam gölge
K
noktasal
›fl›k kayna¤› saydam
olmayan cisim
perde
162
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7mi günefl tutulmas› denir. Baz› durumlarda Ay’›n gölge konisinin tepesi Dünya
yüzeyine de¤mez.
Böyle durumlarda Günefl’in d›fl k›s›mlar› görülür. Bu tür tutulmalara da halkal› günefl tutulmas› denir.
Günefl ile Ay aras›na Dünya girerse (Ay’›n Dünya’n›n gölge konisi içinden
geçmesi halinde) ay tutulmas› oluflur. Bu durumda Ay, Dünya’ya ›fl›k yans›tmaz
ve görünmez.
Karanl›k Bir Kutuda veya Odada Görüntülerin Oluflmas›
Ifl›k geçirmeyen bir mukavva kutu alal›m. Bunun bir yüzüne buzlu bir cam yerlefltirelim ve bunun karfl›s›na düflen yüze de küçük bir D deli¤i açal›m. Böylece
haz›rlanan bir karanl›k kutu, ayd›nl›k bir cisme karfl› tutulursa, buzlu cam üzerinde cismin ters bir görüntüsü elde edilir. Karanl›k bir odada küçük bir delik karfl›-
s›nda bulunan bir duvarda da buna benzer görüntüler görülür.
Bu görüntülerin oluflmas›n› kolayca aç›klayabiliriz. Cismin her
bir noktas›ndan ç›kan ›fl›nlardan kutuya girebilenler ince birer koni
içinde olanlard›r ki, bunlar, buzlu cam üzerinde küçük birer dairesel iz b›rak›rlar. ‹zlerin bütünü ters bir görüntü oluflturur. D deli¤i ne
kadar küçük ise görüntü o derece net, ama az ayd›nl›k olur.
Bilindi¤i gibi mum dibini ayd›nlatmaz. Yanmakta olan bir mumun alt ve üst noktalar›ndan etrafa yay›lan ›fl›nlar düzgün
bir flekilde çizilecek olursa mumun dibinin hiç ›fl›k almad›-
¤› ve burada tam gölge olufltu¤u gözlenir.
Günlük hayat›m›zda gölge:
• Gölge bazen arzu edilen, ancak bazen de istenmeyen bir ›fl›k olay›d›r.
• Örne¤in yaz›n Günefl ›fl›nlar›ndan korunmak için a¤aç alt›na veya bir bafl-
ka gölgeye s›¤›n›r›z.
• Gözümüze fazla ›fl›k gelmesin diye gölgelikli flapkalar takar›z. Asl›nda gündüzleri evlerimizin içi yar› gölge olan bir ortamd›r.
• Otomobil sürücüleri güneflli havalarda bazen bafllar›n›n üzerindeki gölgelitam gölge
yar› gölge
ayd›nl›k
bölge
Ay
Günefl
Dünya
Günefl
Dünya Ay
163
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7¤i indirirler.
• Asl›nda günefl gözlükleri de bir çeflit gölge oluflturan araçlard›r.
• Hacivat – Karagöz oyunlar› da asl›nda gölge oyunlar›d›r.
• Bulutlar da gölge oluflturur.
• Gece maçlar›nda futbolcular›n gölgeleri de onlarla beraber saha içinde hareket eder.
Afla¤›daki örneklerde bir cismin perdede oluflan gölgesinin boyut ve biçiminin
hangi etmenlere ba¤l› olarak de¤iflti¤ini, ayr›ca gölge alan›n›n nas›l hesaplanabildi¤ini ö¤reneceksiniz.
ÖRNEK
Bir top, flekildeki gibi noktasal ›fl›k kayna¤›yla bir perdenin
tam ortas›nda bulunuyor.
a. Topun perdedeki gölgesi nas›l olur?
b. Top, 1 yönünde ›fl›k kayna¤›na do¤ru hareket ettirilirse,
gölgesinin geniflli¤i nas›l de¤iflir?
c. Top, 2 yönünde perdeye do¤ru hareket ettirilirse, gölgenin geniflli¤i nas›l de¤iflir?
Çözüm
Topun perdedeki gölgesi flekil (a) daki gibi olur.
Top 1 yönünde hareket ettirilirse, perdeki gölgenin geniflli¤i flekil (b) deki gibi büyür. Top 2 yönünde hareket ettirilirse, perdedeki gölgenin geniflli¤i küçülür.
ÖRNEK fiekilde K1
, K2 noktasal ›fl›k kaynaklar›, X ve Y de saydam olmayan küresel cisimlerdir.
Buna göre, perde üzerinde oluflan gölge ve yar› gölgenin flekli nas›l olur?
Çözüm
K2
kayna¤›n›n oluflturdu¤u gölge hiç ›fl›n almamaktad›r. Yani
bu bölge tam gölgedir. K1
kayna¤›n›n oluflturdu¤u gölge, K2
kayna¤›ndan gelen ›fl›nlar› ald›¤› için bu bölge yar› gölgedir.
K
gölge
yar›
gölge
K2
∗ ∗
X Y
perde
K2
∗
K
∗
1 2
gölge
top
(a)
2
(b)
perde
top
1 2
noktasal
›fl›k kaynaklar›
164
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7ÖRNEK
Özdefl, noktasal K1
, K2
›fl›k kaynaklar› ile küresel saydam olmayan
cisim, flekildeki gibi perde önüne konuluyor.
Buna göre, perde üzerinde oluflan gölge afla¤›dakilerden hangisidir?
Yans›man›n Kurallar› Nelerdir?
Karanl›k bir odaya girdi¤imizde eflyalar› görmek için odan›n ›fl›¤›n›
açar›z. Çünkü, cisimlerin görülebilmesi için cisimlerden gözümüze ›fl›k
gelmesi gerekir.
Gece vakti karanl›k ortamda bulunan masay› göremeyiz. Ama d›flar›da ay ›fl›¤› veya odada ampul gibi bir ›fl›k kayna¤› varsa cisimleri görebiliriz.
Bir cismin görülebilmesi için;
• Cismin kendisi etrafa ›fl›k yaymal›
• Ya da cisim kendi üzerine düflen ›fl›¤› etrafa yans›tmal›d›r.
E¤er cisimden gözümüze ›fl›k gelmezse cisim bize siyah görünür.
Düz ve Pürüzlü Yüzeylerde Yans›ma
Ifl›k optik bak›m›ndan türdefl olan bir ortam içinde do¤rusal olarak yay›l›r. Bir
ortam içinde yay›lmakta olan ›fl›nlar, bir engele çarpt›klar›nda yollar›n› de¤ifltirirler. Ifl›k ›fl›nlar›n›n ayn› bir ortam içinde yay›l›rken yollar›n› de¤ifltirmeleri olay›na
yans›ma, üzerine düflen ›fl›¤›n büyük bir bölümünü yans›tan yüzeylere de yans›t›c› yüzey denir.
Paralel bir ›fl›k demetinin düzgün bir yüzeyden yans›mas› düzgün yans›mad›r. Görüntüler düzgün yans›mayla oluflur. Durgun su, cam, ayna gibi düzgün yü-
zeylerde ›fl›k düzgün yans›r. Pürüzlü bir yüzeye gelen paralel ›fl›k de¤iflik yönlerde yans›maya u¤rar. Bu tür yans›maya da¤›n›k yans›ma denir. Cisimlerin görülmesi, renk ve flekillerin ay›rt edilmesi da¤›n›k yans›ma ile oluflur. Tafl, toprak ve
çeflitli eflyalar›n pürüzlü yüzeyleri ›fl›¤› da¤›n›k yans›t›r. Yans›ma olay›nda ›fl›¤›n
h›z›, frekans›, rengi yani hiçbir özelli¤i de¤iflmez.
Ifl›k, parlak bir metal veya ayna gibi bir yüzeye düfltü¤ünde hemen hemen
tüm ›fl›nlar ayn› flekilde yans›r. Buna düzgün yans›ma denir.
göz
masa
( : Tam gölge;
A) B) C)
: Yar› gölge)
D)
cisim
perde
K2
K
165
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7E¤er ›fl›k, karton, duvar, beton gibi pürüzlü yüzeylere düflerse
etrafa düzenli olarak yans›maz. Buna da¤›n›k yans›ma denir.
• Afl›r› ›fl›k insan gözüne zarar verir. Bu yüzden göz, çok ›fl›k
yans›tan parlak yüzeylere uzun süre bakamaz. E¤imli ve pürüzlü
yüzeyler ›fl›¤› da¤›n›k yans›t›r. Bu nedenle otomobillerde kilometre
saatinin, torpido gözünün oldu¤u bölümün üstü hem e¤imli, hem de pürüzlü bir
yüzeye sahiptir.
• Ayn› flekilde otoyollar siyah kaplan›r. Asfalt›n siyah rengi ›fl›¤› tutar, pürüzlü
olmas› ise hem kaymay› önler hem de ›fl›¤› da¤›n›k yans›t›r.
Ancak yola çizilen beyaz çizgiler ›fl›¤› yans›t›r. Böylece geceleri de yollar›n s›-
n›rlar›, floförler taraf›ndan rahatl›kla görülebilir.
Yans›ma Kanunlar›
Bir düzlem yüzeyde yans›yan ›fl›¤›n düzleme de¤di¤i noktadan düzlem yüzeyine çizilen dikmeye normal denir. Gelen ›fl›n›n normalle yapt›¤› aç› gelme aç›-
s› (i), yans›yan ›fl›n›n normalle yapt›¤› aç› yans›ma aç›s› (r) olarak adland›r›l›r.
Gelen ›fl›n, yans›yan ›fl›n ve yüzeyin normalinin bulundu¤u düzleme gelme düzlemi denir.
Ifl›¤›n yans›mas›, gelen ve yans›yan ›fl›nlar›n yapt›¤› aç›larla ilgili iki önemli
kanun flöyle ifade edilir:
• Gelen ›fl›n, yans›yan ›fl›n ve normal ayn› düzlem üzerindedir.
• Gelme aç›s› ve yans›ma aç›s› birbirlerine eflittir. (ë i = ë r )
Yans›ma aç›s› yaln›z gelme aç›s›na ba¤l›d›r. Bu aç›n›n büyüklü¤ü ›fl›¤›n içinde yay›ld›¤› ortama, rengine ve yans›t›c› yüzeyin tü-
rüne ba¤l› de¤ildir.
Normalle s›f›r derece (0°) aç› yaparak gelen ›fl›n (yüzeye dik
gelen ›fl›n), yine s›f›r derece aç› yaparak yans›yaca¤› için geldi¤i
do¤rultu üzerinden geri döner.
2. AYNALAR VE KULLANIM ALANLARI
Düzlem Aynalar
Bir yüzü oldukça parlak ve düzlem fleklindeki cisimlere
düzlem ayna denir. Düzlem aynalar, düz bir cam›n arka yü-
zünün kalay ve c›va kar›fl›m› ile kapat›lmas›yla yap›l›r.
gelme
aç›s›
r
gelen
›fl›n yans›ma
aç›s›
yans›yan
›fl›n
yans›t›c› yüzey
normal
Düzgün yans›ma Da¤›n›k yans›ma
166
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7ÖRNEK
Afla¤›daki düzlem ayna yüzeylerine gelen ›fl›k ›fl›nlar› bu aynalardan nas›l yans›r?
Çözüm
ÖRNEK
Bir düzlem ayna üzerine gelen ›fl›n flekildeki gibi yans›maktad›r. Buna göre, ›fl›n›n
gelme aç›s› kaç derecedir?
Çözüm Gelme ve yans›ma aç›lar› toplam 6a d›r. Bu iki aç› birbirine eflit oldu¤una
göre gelme aç›s›, i = 3a d›r.
Ifl›¤›n gelme aç›s› ve gelen ›fl›n›n yüzeyle yapt›¤› aç›n›n toplam›,
2a + 3a = 5a ⇒ 5a = 90° olup a = 18° dir.
Gelme aç›s›: i = 3a ⇒ i = 3.18 = 54°
ALIfiTIRMA
Bir düzlem aynaya gelen ›fl›n ile yans›yan ›fl›n aras›ndaki aç›, gelen ›fl›n›n ayna ile yapt›¤› aç›n›n 4 kat› ise gelme aç›s› kaç derecedir? 60°
normal
2a
3a
ayna
2a
6a
ayna
N
N a) b)
gelen
›fl›n ⇒
⇒
N
N
60°
c)
⇒
N
45°
45°
d)
⇒
e)
⇒
⇒
N
60° 60°
N
N
N
45°
45°
f)
N
N
a)
gelen
›fl›n
N b) N
60°
c)
N
45°
45°
d) e)
N
f)
167
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7ÖRNEK
Aynaya gelme aç›s› 30° olan bir ›fl›n›n, aynadan yans›mas› nas›l olur?
Çözüm
Düz aynaya gelen ›fl›n, normalle yapt›¤› aç›ya eflit aç›
yapacak flekilde yans›r. Gelme aç›s› 30° oldu¤undan,
yans›ma aç›s› da 30° olur.
Düz Aynada Bir Noktan›n Görüntüsünün Bulunmas›
Noktasal bir cismin düz aynada görüntüsünü bulmak için, bu noktadan aynaya en az iki ›fl›n göndermek gerekir. Yans›ma kurallar›na
göre, aynadan yans›yan bu iki ›fl›n›n uzant›s›n›n kesiflti¤i yerde, o
noktan›n aynadaki görüntüsü oluflur.
Örne¤in T noktas›n›n düzlem aynadaki görüntüsünü bulmak için,
T noktas›ndan ç›kan 1 ve 2 ›fl›nlar›n› takip edelim.
1 nolu ›fl›n aynaya de¤di¤i K noktas›ndan, gelme aç›s›na eflit aç› ile yans›r. 2
nolu ›fl›n da aynaya de¤di¤i L noktas›ndan, gelme aç›s›na eflit aç› ile yans›r.
Aynadan yans›yan bu ›fl›nlar›n uzant›lar›n›n kesiflti¤i yerde T noktasal cisminin görüntüsü oluflur. Buna T´ diyelim. T´ noktasal cisminin görüntüsünün özelliklerini söyle s›ralayabiliriz:
1. T´ görüntünsünün aynaya uzakl›¤›, T noktasal cisminin aynaya uzakl›¤›na
eflittir. (x = x´)
2. Yans›yan ›fl›nlar›n uzant›lar› kesiflti¤i için T´ görüntüsü gerçek de¤il, sanald›r. Yani bu görüntü ayna içinde oluflmufltur, herhangi bir yere düflürülemez. (Sanal, görünen, zahiri ayn› anlamdad›r.)
Düz Aynada Oluflan Görüntünün Özellikleri
1. Görüntü ile ayna aras›ndaki uzakl›k, cisimle ayna aras›ndaki
uzakl›¤a eflittir. (x = x´).
2. Görüntünün boyu, cismin boyuna eflittir. (h = h´).
3. Görüntü düzdür. Yani cismin duruflu gibidir.
4. Görüntü sanald›r. Yani görüntü bir perde veya ekran üzerine düflürülemez, gerçek de¤ildir.
5. Cismin görüntüsü aynaya göre simetriktir.
6. Düzlem ayna karfl›s›nda duran bir kiflinin sa¤ kolu, görüntünün sol koludur.
Hasta tafl›yan araçlar›n önlerinde AMBULANS
de¤ilde yazar.
Hasta tafl›yan araçlar›n trafikte çabucak ilerlemeleri için araçlar›n onlara yol vermesi gerekir. Bir hasta arac›n›n önündeki arac›n sürücüsü kap›lardaki ayAMBULANS
x
h h´
x´
N
α
β
β
α
1
2
N
T´ T
K
L
x x´
N
yans›yan ›fl›n
gelme aç›s›
gelen ›fl›n
30° 30°
N
30°
168
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7nalardan arkadan gelen arac›n üzerindeki ters yaz›lm›fl
yaz›s›n›n düzgün bir flekilde AMBULANS olarak okur.
Böylece öndeki araç hemen yol verir.
Yine aralar›nda 90° aç› olan, birbirine ve yatay düzleme dik olan
K ve L aynalar› önüne BEBEK yaz›s› konuluyor.
Görüntü aynalara göre simetrik oldu¤u için, K aynas›nda yaz›-
n›n simetri¤i yine ayn› okunurken L aynas›nda, yaz›lar ters dönmüfl
olarak okunur.
ÖRNEK
fiekilde paralel iki ayna aras›ndaki mumun, 1. aynada oluflan ilk görüntüsü ile
2. aynada oluflan ilk görüntüsü aras›ndaki uzakl›k kaç cm dir?
Çözüm
Düz ayna karfl›s›ndaki cismin görüntüsü ile cismin aynaya olan uzakl›klar› eflittir.
Buna göre, ilk görüntüler aras›ndaki uzakl›k,
x = 5 + 5 + 15 + 15 = 40 cm olur.
Düz Aynan›n Kulland›¤› Yerler
Tepegöz cihazlar›nda, ›fl›k geçiren naylon (örne¤in
asetat) üzerine çizilen flekilleri, perde veya duvara yans›tmak için düz ayna kullan›l›r.
Periskoplar denizalt›larda, denizin içinden su yüzeyi
üzerindekileri görmek için kullan›l›r.
Bir periskop çok basit olarak, iki düz aynan›n bir boru
içinde afla¤›daki flekilde görüldü¤ü gibi birbirine paralel olarak konmas›yla oluflur.
2. ayna
5 cm 5 cm
1. ayna
15 cm
40 cm
15 cm
1. görüntü 1. görüntü
2. ayna
5 cm
1. ayna
15 cm
AMBULANS
169
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7Küresel Aynalar
Yans›t›c› yüzeyi, küre yüzeyi fleklinde olan aynalara küresel aynalar denir.
‹ki tür küresel ayna vard›r.
1. Çukur Ayna 2. Tümsek Ayna
R: Yarݍap
M: Merkez
F: Odak noktas›
T: Tepe noktas›
f: Odak uzakl›¤›
Yans›t›c› yüzeyi çukur olan aynalara çukur (konkav),
yans›t›c› yüzeyi tümsek olan aynalara tümsek (konveks) ayna denir.
Merkez (M): Küresel aynan›n yap›ld›¤› kürenin merkezidir.
Odak (F): Merkez noktas› ile aynan›n tam ortas›d›r.
Çukur aynada asal eksene parelel gelen ›fl›nlar yans›d›ktan sonra eksen
üzerinde bir noktada kesiflirler. Yans›yan bu ›fl›nlar› kesifltikleri nokta çukur aynan›n odak noktas› olarak adland›r›l›r.
Küresel aynalarda asal eksene paralel gelen ›fl›nlar›n nas›l yans›d›klar›n›
görelim:
Çukur aynada asal eksene paralel gelen ›fl›nlar yans›d›ktan sonra eksen
üzerinde bir noktada kesiflirler. Yans›yan ›fl›nlar›n kesifltikleri bu nokta çukur aynan›n odak noktas› olarak adland›r›l›r.
Çukur aynalarda bir cismin görüntüsü gerçek ya da sanal olarak elde edilebilir. Cisim çukur aynan›n karfl›s›nda ve odak noktas›ndan daha uzakta ise olu-
flan görüntü gerçek ve aynan›n önündedir. Yani görüntü ekran üzerine düflürülebilir. Düz bir cismin gerçek görüntüsü terstir.
Sonsuzdaki bir cismin görüntüsü odakta oluflur. Paralel gelen ›fl›nlar yans›-
d›ktan sonra odakta kesiflir ve burada görüntü oluflturur. Cisim sonsuzdan oda-
¤a do¤ru yaklafl›rsa görüntü odaktan uzaklafl›r ve boyu büyür.
Cisim odakla ayna aras›nda olursa görüntüsü ayna arkas›nda oluflur. Yani
gerçek görüntü elde edilemez. Oluflan bu sanal görüntü düz ve boyu büyüktür.
Cisim aynaya yaklaflt›kça boyu küçülür.
Aynan›n merkezindeki bir cismin görüntüsü yine merkezde
oluflur. Görüntünün boyu cismin boyuna eflittir.
Tümsek aynada asal eksene paralel gelen ›fl›nlarda flekilde
görüldü¤ü gibi yans›rlar. Yans›yan bu ›fl›nlar›n uzant›lar› asal eksen üzerinde bir noktada kesiflirler. Bu nokta tümsek aynan›n
odak noktas›d›r.
Tümsek aynada cisim aynan›n önünde nereye konulursa konulsun görüntüsü daima sanal, düz ve küçüktür. Görüntü aynan›n arkas›nda oluflur.
Cisim aynaya yaklaflt›kça görüntüsü de aynaya yaklafl›r ve büyür.
M F
T
M F
T asal
eksen
çukur ayna
M F
T asal
eksen
tümsek ayna
F M
f
MT R
= =
| |
2 2
|MT| = R
T T asal
eksen
asal
eksen
çukur
ayna tümsek
ayna
F M
R
F
170
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7Çukur Aynalar›n Kullan›m Alanlar›
Çukur ayna günlük hayatta pek çok yerde kullan›l›r. Örne¤in bütün araba farlar› ve el fenerlerinde çukur ayna kullan›l›r.
Bunlar›n içinde ampul odak noktas›nda bulundu¤u için ampulden ç›kan ›fl›nlar birbirine paralel olarak çok uzaklara kadar gidebilir.
Teleskoplarda da çukur aynalar uzaydan gelen ›fl›nlar› toplamak için kullan›l›r.
Makyaj veya trafl aynas› olarak kullan›lan aynalar da asl›nda odak noktas› 1
veya 2 cm olan çukur aynalard›r. Aynaya çok yak›ndan bak›ld›¤›nda, aynadaki
görüntünün büyük oldu¤u görülür.
Asl›nda çanak televizyon antenleri de bir çeflit çukur aynad›r.
Diflçi aynas› da bir çukur aynad›r.
Baz› ülkelerde çok büyük alanlara konulan dev çukur aynalarla Günefl’ten
gelen ›fl›nlar bir noktada toplan›r. Bu noktada çok büyük s›cakl›k elde edlir. Odak
noktas› su üzerinde oluflturularak ›fl›nlar bu noktada toplan›rsa su buharlaflt›r›larak elektrik enerjisi elde edilir.
Tümsek Aynalar›n Kullan›m Alanlar›
Tümsek aynalarda cismin görüntüsü her zaman küçük ve düz oldu¤undan de¤iflik alanlarda kullan›l›r. Arabalar›n dikiz aynalar› tümsek aynad›r.
Tümsek aynan›n görüfl alan› çok genifltir.
Büyük al›flverifl merkezlerinde, köflelere konan tümsek aynalarla ma¤aza içinde al›fl verifl
yapanlar gözlenir.
Baz› kavflaklarda tümsek aynalar, yollarda araba geçip geçmedi¤ini
gözlemeye yarar.
ÖRNEK Bir çukur aynadan 10 m uzakl›ktaki çocu¤un görüntüsü flekildeki gibi ayn›
uzakl›kta olufluyor.
Çocuk aynaya do¤ru 6 m yürüdükten sonra durdu¤una göre, aynada olu-
flan görüntüsünün özellikleri nelerdir?
Çözüm
Çocu¤un, görüntüsünün aynadan kendisiyle ayn› uzakl›kta oluflabilmesi için çocuk, çukur aynan›n merkezinde olmal›d›r. Çukur aynan›n merkez uzakl›¤› 10 m dir.
Dolay›s›yla odak uzakl›¤› olur.
Aynaya do¤ru 6 metre ilerleyen çocu¤un aynaya uzakl›¤› 4 m olur. Çocuk odak ile ayna aras›ndad›r.
Çoçu¤un aynadaki görüntüsü sanal, düz, çocuktan büyük ve aynan›n arkas›ndad›r.
10
2
= 5 m
M F 4 m F
10 m
çocuk
görüntüsü
tümsek ayna
diflçi aynas›
171
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7ÖRNEK Tümsek aynan›n önünde duran mumun yeri sabittir.
Bu durumda tümsek ayna muma do¤ru yaklaflt›r›l›rsa, mumun aynadaki
görüntüsü nas›l de¤iflir?
Çözüm: Mumun ilk bulundu¤u konumda ayna üzerinde oluflan görüntüsünü
çizelim. Oluflan görüntü sanal, düz ve küçüktür.
Ayna muma yaklaflt›r›ld›¤›nda mumun görüntüsü flekildeki gibi oluflur.
Sanal görüntünün büyüdü¤ü ve tümsek aynaya yaklaflt›¤› görülür.
3. SES ‹LE MADDEN‹N KARfiILAfiMASI
Sesin Meydana Gelifli
Ses bir k›sm›n› zevkle dinledi¤imiz, bir k›sm›ndan da rahats›z oldu¤umuz, ya-
flam›m›z için vazgeçilmez bir haberleflme arac›d›r. Titreflen cisimler ses meydana
getirir. Davulun zar›na tokma¤› ile vuruldu¤unda zardaki titreflimler sesi meydana
getirirler. Haval› çalg›larda ise havan›n kendisi titrefltirilerek ses elde edilir.
Suyun içinde çan çalmak ya da tafllar› birbirine vurmak da ses duymam›za
neden olur. Öyleyse kat›, s›v› ve gazlar titreflebilir. ‹nsan sesi de g›rtlaktaki ses
tellerinin akci¤erlerden gelen hava taraf›ndan titrefltirilmesi ile oluflur. Ses üretilirken enerji harcan›r, ses dalgalar halinde yay›l›r. Ses dalgalar› geçtikleri yerde
bulunan uygun cisimleri titrefltirilebilir ve onlara enerji aktarabilir.
Sesin Yay›lmas› ve H›z›
Ses dalgalar halinde kaynaktan çevreye do¤ru yay›l›r. Sesin
yay›labilmesi için mutlaka bir ortam gereklidir. Ses dalgalar› bofl-
lukta yay›lmaz.
Sesi ileten ortam kat›, s›v› ya da gaz olabilir. Hava ortam› ses
dalgalar›n›n yay›labildi¤i bir ortamd›r. Sesin havadaki h›z› 20°C civar›nda 340 metre/saniye dir.
fiekildeki fanusun içine zil ve lamban›n ba¤l› oldu¤u bir devre
kuruluyor ve fanusun içindeki hava boflalt›l›yor. Anahtar kapat›ld›-
¤›nda zilin sesi duyulmaz, fakat lamban›n yand›¤› görülür. Bu deney, sesin bofllukta yay›lmad›¤›n›, fakat ›fl›¤›n bofllukta yay›ld›¤›n›
göstermektedir.
Ifl›k saniyede 300.000 km yol al›r. Sesin h›z› bu h›za göre çok küçük bir de-
¤erdir. Bu nedenle flimflek çakt›ktan yani ›fl›¤› gördükten bir süre sonra gök gö-
rültüsü gelir. Örne¤in ya¤murlu bir havada gök gürültüsü duyulmadan 5 saniye
önce ›fl›¤› görülmüflse yaklafl›k 340 x 5 = 1700 metre ilerde flimflek çakm›flt›r diye hesaplanabilir.
zil lamba
hava boflaltma tulumbas›
anahtar
+ –
F
F
172
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7Havada sesin h›z› havan›n s›cakl›¤›ndan da etkilenir. Hava s›cakl›¤› 0°C iken
sesin yay›lma h›z› saniyede 330 metre, 20°C iken sesin yay›lma h›z› 343 metre,
100°C iken sesin yay›lma h›z› saniyede 390 metre olarak belirlenmifltir.
Sesin h›z› sadece yay›ld›¤› ortam›n cinsine ve fiziksel flartlara ba¤l› olarak
de¤iflir. Örne¤in, bas›nç ve s›cakl›k de¤iflince hava da sesin yay›lmas› de¤iflecektir.
Sesin yay›lma h›z› kat›larda en fazlad›r. S›v›larda kat›lardan daha yavaflt›r.
Ses en yavafl gazlarda ilerler. Çünkü kat› molekülleri birbirine daha yak›n gaz
molekülleri ise birbirinden çok uzakta bulunurlar. Sesin sudaki h›z› 1500 m/s, çelik çubukdaki h›z›
6000 m/s dir.
Ses Madde ile Karfl›lafl›nca Ne Olur?
1. Sesin Yans›mas›
Ses dalgalar› bir engele çarp›nca yans›r. Sesin
yans›mas› ›fl›¤›n yans›mas› ile benzeflir. Bir baflka
odada bulunan bir televizyonun sesi bulundu¤umuz odadan duyuluyorsa bu yans›malar sonucunda gerçekleflir. Bu duyulmada seslerin duvardan
geçerek gelmesinin etkisi çok zay›ft›r.
Sesin yans›mas› ile denizlerin derinlikleri petrol rezervleri tespit edilebilir. Yarasa ve balina gibi
hayvanlar kendi ürettikleri seslerin yans›malar›n›
alarak avlar›n›n yerlerini veya önlerindeki engelleri belirleyebilirler. Radarlar da
araçlar›n yerlerini ve h›zlar›n› yans›ma yolu ile belirlerler.
2. Yank› Olay›
Ses dalgalar› yay›l›rken bir engele çarp›p geri dönebilir. Bu olaya yank› denir.
Düz ve sert yüzeyler sesde yank› kalitesini art›r›r. Hava s›cakl›¤› 20°C civar›nda
iken yank›n›n netleflmesi için en k›sa mesafe 17 metre olarak belirlenmifltir.
Ses 17 metre yolu gidip dönece¤i için 34 metre yola karfl›l›k gelir ve 0,1
saniye gibi bir zaman fark› oluflur. Böylece yank› kulakta tam hissedilebilir. Yank› en iyi büyük duvarlarda ve derin vadilerde vadilerde hissedilir. Birkaç defa yans›yarak kula¤a birkaç defa gelebilir.
Sesin Soru¤urulmas›
Cami, tiyatro, sinema, konferans salonu gibi yerlerde sesin en az yank› ve en
çok netlikle dinleyici kitlelere ulaflt›r›lmas› büyük önem tafl›r.
Bir odan›n akusti¤i, düzensiz yank›lardan dolay› güzel bir sesi, bir konuflmay› bozarak sinir bozucu yapabilir. Ses yükselticiler, hoparlörler veya sesle ilgili
herhangi bir sistemden çok fleyler beklenirken sonuç hayal k›r›kl›¤› olabilmektedir. ‹flte burada as›l problemin oda akusti¤i oldu¤u ortaya ç›kmaktad›r.
Alicaaaaan !...
Efendiiiim!!...
173
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7Bofl bir odada konufluldu¤u veya yüründü¤ü
zaman ayak sesleri ve konuflma sesi da¤›lmadan geri döner. Yank›ya yol açan böyle bir oda,
bir müze salonu “canl› oda” olarak; eflyan›n ve
yap›m malzemesinin yank›y› en aza indirecek
flekilde düzenlendi¤i bir oda ise “ölü oda” olarak
isimlendirilir. “Yank›s›z salon”lar, özel maddelerle yap›lm›fl ve döflenmifl ölü odalard›r. Tamamen ses emici maddelerden yap›lm›fl bu salonlarda her türlü sesli cihaz›n, mesela hoporlör,
mikrofon gibi aletlerin kalite denemeleri yap›l›r.
Bir sesin iflitilmesi ile bu sesin yans›mas›ndan do¤an yank›n›n duyulmas› aras›nda geçen
zaman yank› zaman›d›r. Bu terim akustik mü-
hendislerince, verilen kapal› bir salonun akustik
özelliklerini hesaplamada kullan›l›r. Bu zaman,
bir ses dalgas›n›n de¤erinin bir milyonda birine
düflmesi için gereken zamand›r.
Bir ses kay›t stüdyosunda kaydedilen ses
için yank› zaman› hayati önem tafl›r. Sesin ön
planda oldu¤u tiyatro, konferans salonu gibi yerlerde yank› zaman›n›n düflük tutulmas› istenir.
Buralarda yank› zaman› bir saniyenin alt›nda olmal›d›r. Ses kay›t stüdyolar›nda yank› zaman›
bir saniyenin çok alt›ndad›r.
Yukar›daki çizimde ses dalgalar› salonun her taraf›na kusurlu olarak da¤›lmakta
iken alt çizimde ses dalgalar› salonun her taraf›ndan duyulabilecek flekilde da¤›lmaktad›r.
174
Fen Bilgisi Ifl›k ve Ses Ünite – 7ALIfiTIRMA
Düz aynaya gelen ›fl›k ›fl›n›n aynayla yapt›¤› aç› yans›yan ›fl›¤›n normalle yapt›¤› aç›n›n yar›s› kadar ise
yans›yan ›fl›n ile gelen ›fl›n aras›ndaki aç› kaç derecedir?
ALIfiTIRMA
Kutucuklar›n alt›nda yer alan sorular›, kutucuk numaralar›n› kullanarak yan›tlay›n›z.
a) ‹çinde yans›ma ve yans›ma kurallar› ile ilgili kavramlar yaz›l› kutucuklar›n numaralar›: ..............
b) ‹çinde ayna çeflitleri ile ilgili sözcükler yaz›l› kutucuklar›n numaralar›: ...........................
c) ‹çinde ›fl›kla karfl›laflan maddelerin özellikleri yaz›l› kutucuklar›n numaralar›: ..........................
ALIfiTIRMA
Kutucuklar›n alt›nda yer alan sorular›, kutucuk numaralar›n› kullanarak yan›tlay›n›z.
a) Hangi kutucuklarda sesin yay›labildi¤i ortamlar yaz›l›d›r? ............................
b) Hangi kutucuklarda sesin yay›lamad›¤› ortamlar yaz›l›d›r? ............................
c) Hangi kutucuklarda sesin yay›lmas› ile ilgili kavramlar yaz›l›d›r? ............................
ç) Hangi kutucuklarda sesin yans›mas›ndan yararlanan ayg›t ve hayvan adlar› yaz›l›d›r?
