Artık hepimiz biliyoruz ki bir cisim ancak onun yansıttığı veya yaydığı ışık gözümüze ulaşırsa görünür olur. Işığın yansıması olgusunu anlayalım.
Bu derste şunları öğreneceğiz:
Karanlık bir odada bir aynaya veya duvara çarpan bir meşale ışığı gözlemlediniz mi? Işığa ne olur. Bazı ışık ışınlarının geri döndüğünü göreceksiniz. Bu olaya ışığın yansıması denir.
Bir ışık ışını, hava ve cam gibi iki ortamın sınırına çarptığında, ışığın bir kısmı aynı ortama geri döner. Buna "Işığın yansıması" denir. Ayna gibi çok cilalı bir yüzey, üzerine düşen ışığın çoğunu yansıtır.
Bir düzlem aynanın yüzeyinde bir ışık ışını olayını düşünün,
Gelen ışın , yüzeye düşen ışık ışınıdır.
Yansıyan ışın , yansıyan yüzeye çarptıktan sonra aynı ortama geri dönen gelen ışındır.
Burada 'P' olan Geliş Noktası , yansıyan yüzey üzerinde gelen ışının çarptığı ve yansıyan ışının geri döndüğü noktadır.
Normal , geliş noktasında yansıtıcı yüzeye dik olarak çizilen çizgidir.
Gelme açısı (i) , normal ile gelen ışın arasındaki açıdır.
Yansıma açısı (r) , normal ile yansıyan ışın arasındaki açıdır.
Işığın yansıma yasaları şunu belirtir:
Düzenli Yansıma: Paralel gelen ışınlar, yansıyan tüm ışınlar da birbirine paralel olacak şekilde yansıtılırsa, böyle bir yansımaya düzgün yansıma veya aynasal yansıma denir. Örneğin, düz ayna gibi cilalı pürüzsüz bir yüzeyden yansıma düzgün yansıma gösterir. Pürüzsüz bir yüzeye gelen paralel ışık ışınlarının gelme açısı aynı olduğu gibi, yansıyan tüm ışınların yansıma açısı da aynıdır, bu nedenle düzgün bir yüzeye düşen paralel ışık ışınlarının yansıma açısı aynıdır. Paralel ışınların demeti yalnızca bir yöndedir. Bu özelliğinden dolayı ayna, cilalı metal yüzey ve durgun su görüntüsü oluşturur. Parlak yüzey kullanarak ışığın düzenli yansımasıyla da güneş ışığını karanlık yerlere çevirebiliriz.
Düzensiz Yansıma : Gelen ışığın paralel bir demeti düzensiz veya pürüzlü bir yüzeye düştüğünde farklı yönlerde yansıtılır, böyle bir yansımaya düzensiz yansıma veya dağınık yansıma denir. Gelen ışınlar yansıdıktan sonra paralel kalmazlar, farklı yönlerde yansırlar. Neden? Niye? Bunun cevabı pürüzlü yüzey parçacıklarının hepsinin farklı yönlere bakmasıdır, bu nedenle tüm paralel ışık ışınlarının geliş açıları farklıdır ve dolayısıyla tüm ışınların yansıma açıları da farklıdır. Örneğin duvar ve zemin gibi pürüzlü yüzeylere düşen ışınlar. Dağınık yansıma nedeniyle parlak olmayan nesneleri görüyoruz. Masanın üzerinde duran bir kitap, yüzeyinden gelen ışığın dağınık yansıması nedeniyle odanın her yerinden görülmektedir. Kitabın yüzeyi pürüzlü olduğundan ışığı her yönden yansıtır, dolayısıyla kitap odanın her yerinden görülür.
Not: Bir nesnenin parlaklığı, gelen ışık ışınlarının yoğunluğuna ve ayrıca nesnenin yansıtıcılığına bağlıdır.
Soru: Neden ayna görüntü oluşturuyor da duvar oluşturmuyor?
Cevap: Aynada yansıtıcı kısım çok düzdür, bu nedenle aynadan yansıdıktan sonra ışık öncekiyle aynı desene sahiptir ve bir görüntü oluşturabilir. Ancak duvar yüzeyi pürüzlüdür, bu nedenle ışık ışınları tüm farklı yönlerde yansır ve bu süreçte birbirine karışır. Pürüzsüz bir alüminyum folyo üzerinde kendi yansımanızı görmekle aynı şeydir. Folyoyu buruşturun ve ardından görüntünüzü görmeye çalışın, artık görünmeyecek.
Şimdi yansımanın ne olduğunu anladığımıza göre, düzlem aynalar ve nasıl görüntü oluşturdukları hakkında daha fazla şey öğrenelim.
Düz aynalar , düz bir cam parçasının arkasına ince bir gümüş nitrat veya alüminyum tabakası konularak yapılır . Düz yansıtıcı yüzeye sahip aynalardır.
Aşağıdaki ışın diyagramı, bir görüntüyü düz aynada nasıl gördüğümüzü göstermektedir. Nesneden gelen ışık ışınları aynaya çarpar ve yansıma yasasına göre yansır. Bazı ışık ışınları gözümüze girdiğinde, gözümüz ve beynimiz bu ışınları düz bir çizgide ilerlemiş gibi yorumlar. Bu nedenle gözlerimiz ve beynimiz ışık ışınlarını geriye doğru, gelmiş gibi göründükleri konuma kadar takip eder. Bu pozisyonda bir görüntü görüyoruz.
Gelen ışınlar 1(mum ucundan başlayarak) ve 2(mum ucundan başlayarak) ayna yüzeyine çarpar, yansıma yasalarını takip ederek geri döner ve gözlemcinin gözüne ulaşır. Yansıyan ışınlar aynanın arkasında geriye doğru uzanırsa (kesikli çizgiler 5 ve 6'ya bakın), A' ve B' noktalarından geliyor gibi görünürler. Cismin tüm noktalarının görüntüsünü oluşturarak aynanın arkasındaki cismin dik görüntüsünü elde ederiz.
Düz ayna sanal bir görüntü oluşturur. Burada ışık ışınlarının yansımadan sonra ayrıldığını veya dağıldığını görüyoruz, bu nedenle bir kaynaktan gelen ışık ışınları bir görüntü oluşturmak için kesişmediğinde. Bunun yerine, aynanın arkasındaki bir noktaya kadar "izlenebilirler". Sanal görüntüler, projeksiyon için bir ekran kullanılmadan doğrudan görülebilir. Işığın asla ulaşmadığı aynanın arkasında sanal görüntüler oluşur. Sanal görüntüler dik görüntülerdir.
Çok basit bir kavramla gerçekleşir, bir düzlem aynada cismin aynaya olan uzaklığı, görüntünün aynaya olan uzaklığına eşit olacaktır, yani 'IF' yazdığınızda ve görüntü oluşumu gerçekleştiğinde, F'nin mesafesi aynada oluşan F ile aynıdır.
Düz aynanın icadı gerçekten de insanlığa en büyük katkıdır. Artık düzlem aynaların öncelikle bir nesnenin yansımasını görmek için kullanıldığını biliyoruz. Düz aynanın kullanım alanlarından bazıları şunlardır:
1. Düz aynalar ayna olarak kullanılır.
2. Yiyecek pişirmek için güneşin gücünü yakalamak ve yoğunlaştırmak için güneş ışığının çoğunu yansıtmak üzere güneş ocaklarında kullanılırlar.
3. Denizaltılarda kullanılan periskop yapımında da kullanılırlar. Periskopta kullanılan düzlem aynalar, su yüzeyinde bulunan tüm gemilerin görüntüsünü yansıtır. Aşağıdaki diyagram, periskobun tasarlandığı prensibi göstermektedir.
4. Ayrıca güzel desenler üreten bir oyuncak olan kaleydoskop yapımında da kullanılırlar. Kendiniz için bir tane yapmak ister misiniz?
5. Mikroskop gibi çeşitli bilimsel aletlerde de kullanılırlar.
6. Otomobillerde güçlü bir paralel ışık demetini yansıtmak için kullanılan araçlar, farlarında yaygın olarak ayna kullanır.
7. Fenerlerde kullanılır - Düz aynalar, fenerlerde ve el fenerlerinde ışık huzmelerini yansıtmak için kullanılır.
8. Diş hekimleri tarafından dişlerin görüntülerini görmek ve incelemek için kullanılır.
Denemeniz için deney yapın - Bir kaleydoskop yaparak ışığın bir düzlem aynadan yansımasını kullanarak nasıl güzel görüntüler oluşturabileceğimizi görelim.
Gerekli malzemeler:
Yaklaşık olarak aynı boyutta üç küçük ayna. İnce karton. Tepegöz şeffaf veya plastik sayfa koruyucu, renkli cam parçaları, Bant.
Ne yapalım:
1. Aynaların uzun kenarlarını, aynaların yansıtan tarafları içe bakacak şekilde bir piramit şekli oluşturacak şekilde birbirine bantlayın.
2. Ardından, kaleydoskopun bir ucuna uyacak şekilde ince kartondan bir üçgen kesin ve bantlayın. Gözetleme deliği olarak hizmet etmek için kartonun ortasında bir delik açmak için keskin bir kalem kullanın.
3. Saydam bir maddeden, diğer ucuna uyacak şekilde, plastik bir tepe saydamı gibi iki üçgen kesin; üç taraflı bir zarf oluşturmak için kenarların ikisini bantlayın ve içine renkli cam parçaları koyun. Üçüncü tarafı bantlayın, ardından zarfı kaleydoskopun ucuna yapıştırmak için bant kullanın.
4. Şimdi, gözetleme deliğinin olduğu uçtan bakın ve kaleydoskopu bir ışık kaynağına doğrultun. Diğer uçtaki renkli nesneler aynalardan yıldız şeklindeki desenlere yansıyacaktır.
Zorluk: nedir 4 fit boyunda bir çocuğun tam görüntüsünü görmek için gereken minimum düzlem aynası uzunluğu?
Çözüm: Bir kişinin görüntüsünün tamamını görebilmek için aynanın minimum boyutu kişinin boyunun yarısı kadar olmalıdır. Bunu bir ışın diyagramı kullanarak kanıtlamaya çalışalım.
Ayaktan gelen ışın aynaya Y noktasında çarpar, geri seker ve gözünüze ulaşır. Başınızdan çıkan ışık ışını aynaya X noktasında çarpar ve gözlerinizi yansıtır. Çocuğun görüntüsünün tamamını görmek için gereken minimum ayna uzunluğu XY'dir.
Gelme açısını yansıma açısına eşit yapmak için, normal N çizgisi gözlem noktası ile ayaklar arasında tam olarak orta noktada durmalıdır. Bu nedenle, XY = Çocuğun boyunun yarısı.
Cevap: Gerekli minimum ayna yüksekliği 2 fittir.