1. IŞIK BİLGİSİ ve YANSIMA Işığın Yayılması Bir ışık kaynağından çıkarak doğrular boyunca yayılan ince ışık demetine ışık ışını denir. Işık ışınları doğrusal çizgilerle ifade edilir. Bir ışık kaynağından her yönde sonsuz sayıda ışık ışını çıktığı kabul edilir. Işık doğrusal yörüngede yayılır ve burada da görüldüğü gibi bazı maddeler ışığın geçişine izin vermez. Güneş ve Ay tutulmalarında bu olaya benzer bir durum gerçekleşir. Ay, Güneş ile Dünya nın arasına girerek Güneş ten gelen ışık ışınlarının Dünya ya ulaşmasını engeller. Örneğin şekilde Dünya nın K noktasından bakan gözlemci Güneş tutulmasını tam olarak gözlemlerken L den bakan gözlemci Güneş in bir kısmını görebilir. Üzerine düşen ışığı tamamen geçiren maddelere saydam maddeler denir. Hava, cam ve su saydam maddelerdir. Üzerine düşen ışığın bir kısmını geçirip bir kısmını geçirmeyen maddelere yarı saydam madde denir. Buzlu cam yarı saydam maddeye örnektir. Üzerine düşen ışığı geçirmeyen maddelere saydam olmayan(opak) madde denir. Yukarıdaki fotoğraflarda da görüldüğü gibi Ay, Güneş le Dünya nın arasına girdiği zaman Dünya dan bir gözlemci Güneş üzerinde Ay ın engellemesinden dolayı karanlık bir halka görür. Buradan yola çıkarak gölge kavramını incelersek; Dünya üzerine Ay ın gölgesinin düştüğünü söyleyebiliriz.
Şekildeki gibi dairesel demir bir levha ampulün önüne yerleştirilirse, ampulden çıkan ve doğrusal olarak yayılan ışınlar demir levhaya çarpar ancak levha ışığı geçirmediği için arkasında karanlık bir bölge oluşur. Bu bölge o cismin gölgesidir. Gölgeler ışığın doğrusal yolla yayılmasının sonucudur. Şekildeki tam gölge cisimden büyük, koyu karanlık ve keskin hatlıdır. Yukarıdaki etkinliklerde düz ve yansıtıcı yüzeylere düşen ışınların yansıma kurallarına uygun olarak izleyecekleri yollar verilmiştir.peki ışık sadece düz yüzeylerden mi yansır? Yada pürüzlü yüzeylerde ışın
yansırken yansıma kuralları geçerli olur mu? Görüntünün oluşabilmesi için yansımanın olduğu yüzey pürüzsüz olmalıdır. Pürüzlü yüzeylerde ise dağınık yansıma meydana gelir ve görüntü oluşmaz. Durgun bir suya güneş ışığı altında baktığınızda suda gölgenizi görürsünüz.su sanki bir ayna gibi davranır.peki suya elinizi sokup su üzerinde dalgalar meydana getirdiğinde görüntünüzü yine aynı netlikte görebilir misiniz? Bu denemeyi yaptığınızda göreceksiniz ki su durgun iken ayna özelliği gösterebilmekte ancak su üzerinde dalgalanmalar meydana geldiğinde görüntü elde edilememektedir. Pürüzsüz bir yüzeyden ışık düzgün bir şekilde yansırken, pürüzlü yüzeylerde yansıma dağınık bir şekilde gerçekleşir.bu da net bir görüntü oluşmasını engeller. Şekildeki pürüzlü ve pürüzsüz yüzeylere gönderilen özdeş paralel ışın demetlerinin yansımaları incelendiğinde bu durum daha net anlaşılmaktadır.pürüzsüz yüzeye gelen ışınlar yüzeyin normaliyle yaptıkları açıya eşit bir açıyla yine paralel bir ışık demeti olarak yansımaktadır.ancak pürüzlü bir yüzeye gelen ışınların her birinin normalleri farklı doğrultularda olacağından yansıyan ışınlarında doğrultuları değişir. Pürüzsüz yüzeyden yansıyan ışınlar paralel bir demet olduğundan cisimler daha parlak olarak gözlenirler. Pürüzlü yüzeyler ise mat görünür. Örneğin evlerdeki gümüş eşyaların yüzeyleri ara sıra parlatma işlemine tabi tutulur.burada gümüş cisimlerin yüzeylerindeki pürüzler giderilerek ışığı daha iyi yansıtmaları sağlanır. Evinizde kullandığınız günlük kaşık çatallarla annenizin misafir için ayırdıklarını incelediğinizde hangisi daha parlaktır?neden? Düzlem Aynada Görüntü ve Özellikleri Aynalar günlük hayatımızda çok fazla kullandığımız aletlerdir. Peki aynalarda görüntü nasıl meydana gelir? Bundan önceki konuda yansıma ve yansıma kanunlarından bahsetmiştik.pürüzlü ve pürüzsüz yüzeylerde görüntülerin nasıl meydana geldiklerini biliyoruz. Aynalarda pürüzsüz yüzeylere sahiptirler.ve gelen ışınlar tam yansımalar yaparak görüntüyü oluştururlar. Küresel Aynalar: Ancak diş hekimlerinin kullandıkları aynalarda cisimler olduk-larından daha büyük görünürler.yada arabaların yan aynalarında tüm yolu görebilmek için ayna görüntüyü küçültür.bu şekilde cisimlerin boylarını değiştirerek görüntü veren aynalara küresel aynalar denir. Küresel aynalar iki gruba ayrılırlar.iç yüzeyi yansı-tıcı olan aynalara çukur ayna, dış yüzeyi yansıtıcı olan aynalara ise tümsek ayna adı verilir. Düz, çukur ve tümsek aynalar şekildeki gibi gösterilebilirler. Bu üç aynaya gönderilen paralel ışınları inceleyelim. Düz aynaya şekildeki gibi dik olacak şekilde gönderilen ışın yine kendi üzerinden geri yansır.yüzeyin normali ile belli bir açı yaparak gelen ışın ise yansıma kurallarına uygun olarak geldiği açıyla yansır. Şekildeki çukur aynaya gönderilen ve yataya paralel ışın yansıdıktan sonra kendi üzerinden geri dönmez.bu şekilde aynaya paralel gelen bütün ışınlar tek bir noktada topla-nacak şekilde yansırlar. Bu ışınların toplandıkları noktaya odak noktası denir.yataya paralel ışık demetini bir tümsek aynaya gönde-rirsek bu ışın aynanın arkasında bir noktadan geliyormuş gibi yansır. Bu noktada aynanın odak noktasıdır.
2. SES Selin bir akşamüstü evlerinin camından dışarıya bakıyordu. Evlerinin önündeki cadde de trafik sıkışmıştı. Arabalardaki sürücüler sürekli olarak kornalarına basıyorlardı. Çok fazla gürültü olduğunu düşündü. Uzaktan geçen vapura baktı. Oysa şimdi vapurun savurduğu dalgaların ne güzel sesi vardır diye düşündü. Keşke bu gürültü yerine o sesi duyabilseydi. Güneş batmak üzereydi. Arkadaşı Onur ona güneşte çok büyük patla-maların olduğunu söylemişti. Neyse ki bu patlamaları da duyamıyordu. Selin bazı sesleri duyabildiği halde bazılarını duymamasının sebebi nedir? Sizce ses nasıl kulağımıza ulaşır? Evinizde müzik dinlerken sesi çok fazla açtığınızda bardağınızdaki suyun içinde dalga-lanmalar meydana geldiğini görürsünüz. Bardağın içindeki su müziğin ritmine yani yayılan sese göre dalgalanır. Bu olayın sebebi nedir? İnsanın sesleri duyabilmesini sağlayan organı kulaktır. Yayılan ses dalgaları kulağa ulaşır ve kulak kepçesi sesleri toplayarak kulak kanalına gönderir. Böylece seslerin algılanma süreci başlar. Duyma problemi yaşayan insanlara takılan cihazları düşünün. Bu cihazlar sesi daha net toplamaya yardımcı olur. Kulağımız her zaman kaynaktan direkt gelen dalgaları algılamazlar. Yan odada çalan müziği duyabilirsiniz. Çünkü ses dalgaları duvarlara çarparak yansır ve kulağımıza ulaşır. Ses dalgalarının su dalgalarına benzediğini söylemiştik. Buna göre, aşağıda yapılan etkinlikte ses dalgalarının yansıma-sını yorumlayınız. Sesin Soğrulması Yukarıda akustik biliminden bahsettik. Her ortamda sesin yayılması aynı olmaz. Örneğin boş bir eve girdiğinizde sesin çok fazla yansıdığını, eve eşyalar yerleştirildiğinde aynı yansımanın meydana gelmediğini görmüşsünüzdür. Boş bir evde sadece duvarlar ve yer yüzeyi vardır ve bu yüzeyler pürüzsüzdür. Ses pürüzsüz yüzeylerden çok daha iyi yansır. Eve eşyalar yerleştirdiğinizde ise sesin bir kısmı halı, kilim ve mobilyalar tarafından soğrulur. Farklı maddeler sesi farklı soğurur. Bu yüzden yansıyan ses azdır. Özetle; ses, madde ile karşılaştığında geçme (iletilme), soğurulma (mobilyalar vb.) ve yansıma olaylarını maddelerin özelliklerine bağlı olarak, farklı oranlarda gerçekleşir. Kimi maddelerde daha hızlı iletilirken, diğerlerinde daha yavaş iletilir. Buradan yola çıkarak eğer sesin çok fazla yansımasını istiyorsak yüzeylerin pürüzsüz olması gerektiğini söyleyebiliriz. Bunun tersi de düşünülebilir. Ses yalıtımı ve yankı oluşumunu önlemede ise pürüzlü yüzeyler kullanarak soğurulmayı arttırabiliriz. Peki ses maddeler tarafından soğrulduktan sonra ne olur? Ses madde içerisinde ısı enerjisine dönüşür.ancak bu ısı artışı termometre ile ölçülemeyecek kadar küçüktür. Ses ve Teknoloji Ses sadece çevremizi algılamamıza yardımcı olmaz. Ses dalgaları da ışık dalgaları gibi pek çok teknolojik alanda kullanılır. Aşağıda sesin yayılma yöntemlerinden faydalanarak çalışan aletler ve çalışma prensibleri verilmiştir. Şimdi bunları inceleyelim. Radat Radarın çalışma prensibi ses dalgası yansıma prensibine çok benzer. Sesi yansıtan bir nesneye doğru bağırılması halinde (örneğin bir kayalık vadide veya mağarada) bir yankı işitilir. Eğer sesin havada yayılma hızı biliniyorsa nesnenin mesafesi ve genel yönün hesaplanabilir. Dönüş yankısı için geçecek süre, ses hızı
biliniyorsa kabaca hesaplanabilir. Radyo frekans enerjisi nesneye ulaşır ve tekrar nesneden yansıyarak geri döner. Enerjinin buradan küçük bir kısmı yansır ve radara geri gelir. Dönen bu bölüme aynen ses terminolojisinde olduğu gibi "yankı" adı verilir. Radar seti yankıyı yansıtan nesnenin yön ve mesafesini tespit etmek için kullanır. Sonar Sonar(Sound Navigation And Ranging) ses dalgalarını kullanarak cismin boyut, uzaklık ve diğer verileri görmemize yarayan alet. SONAR (SOund Navigation And Ranging) veya sonar sesin sualtında yayılmasını kullanarak su altında/üstünde gezmeyi, haberleşmeyi ve diğer cisimleri tesbit etmeyi sağlayan bir tekniktir. Aktif ve pasif olmak üzere ikiye ayrılırlar.