GÖLGE-AYDINLANMA

1. Aydınlanma

a) Işığın Doğası

1600’lü yıllarda Newton ve Huygens ışığın yapısını açıklamak için iki model öne sürdüler. Newton’a göre ışık saydam ortamlarda çok büyük hızlarla doğrular boyunca ilerleyen taneciklerden oluşuyordu. Bu model tanecik modeli olup ışığın yansıması ve kırılmasını açıklayabiliyordu. Huygens’in dalga modeline göre ışık kaynakları bulundukları ortamlarda yüksek frekansta titreşimler meydana getiriyor ve bu titreşimler ortamda dalgalar hâlinde yayılıyordu. Bu model de ışığın yansımasını ve kırılmasını açıklayabilmekteydi. 1900’lü yıllara kadar yapılan bazı deneyler tanecik modelini desteklerken (fotoelektrik, olayı, compton olayı gibi) bazı deneyler dalga modelini destekledi (Kırınım deneyi, girişim deneyi gibi).

Bu gelişmeler ışığın ikili bir doğaya sahip olduğu sonucunu çıkardı. Dalga mekaniği denilen bu model iki modeli birleştirdi. Günümüzde ışığın ikili bir yapısı olduğu hem tanecik hem de dalga özelliği gösterdiği kabul edilmektedir.

Işık şiddeti 1 olan noktasal kaynaktan çıkan ışınlar yüzeye dik geliyorsa noktadaki aydınlanma Şekil I’deki gibi, eğer yüzeye gelen ışınlar dik gelmiyorsa noktadaki aydınlanma Şekil II’deki gibi bulunur.

2. Gölge

Üzerine gelen ışığı geçiren cisimlere saydam cisim, bir kısmını geçiren cisimlere yarı saydam cisim, hiç geçirmeyen cisimlere de saydam olmayan cisim denir.

Bir ışık kaynağının önüne saydam olmayan bir cisim konulursa perde üzerinde bir görüntü oluşur. Buna gölge denir.

Gölge cismin geometrik şekline benzer.

Noktasal bir ışık kaynağının önüne küresel bir cisim konulursa perde üzerinde daire şeklinde bir gölge oluşur. Gölgenin sınırları belirlenirken şekillerdeki gibi kaynaktan cisme iki teğet ışın çizilir.

Şekil I’deki gibi hiç ışık almayan bölgeye tam gölge denir. Şekil II’deki gibi bir kaynaktan ışık alırken başka bir kaynaktan ışık almayan bölgeye yarı gölge denir.

Işık kaynağı küre şeklinde olursa gölge deseni şöyle bulunur. Kaynağın üstünden cismin üstüne, altından cismin altına teğet olacak şekilde çizilen doğrular arası tam gölge sınırını; kaynağın üstünden cismin altına, altından cismin üstüne teğet olacak şekilde çizilen doğrular arası yarı gölge sınırını verir.

Dünya ile Güneş arasında Ay girerse güneş tutulması, Ay ile Güneş arasına Dünya girerse Ay tutulması gerçekleşir.