Optik-2: Gölge
Gölge
Işığın tamamını geçiren maddelere saydam maddeler denir.
- Saydam maddenin arkasında kalan cisimler net olarak görülebilir.
- Saydam maddeler ışığı çok az da olsa soğurabilir. Bu sebeple kalınlıkları arttığında geçen ışık miktarı azalır.
Işığı kısmen geçiren maddelere yarı saydam maddeler denir.
- Yarı saydam maddelerin arkasındaki cisimlerin görüntüleri net değildir. Bulanık ya da dağınık biçimde görülür.
Işığı hiç geçirmeyen maddelere saydam olmayan ya da opak madde denir.
- Opak maddeler, arkasında kalan cisimlerin görülmesini engeller.
Opak maddelerden ışık geçemez ve arkalarında karanlık bir bölge oluşur. Bu karanlık bölgelere gölge denir.
Oluşan gölgelerin cisimlerin şekline benzemesi ışığın doğrusal şekilde yayıldığını gösterir.
Gölgenin şekli, opak cismin, ışınlara dik olan en büyük kesiti yani iz düşümü gibi olur.
- Noktasal ışık kaynağı tek boyutludur. Noktasal olmayan ışık kaynağının ise belirli bir çapı vardır.
Tam ve Yarı Gölge
Hiçbir ışının ulaşamadığı bölgeye tam gölge denir.
Bir gölge düzeneğinde, engel ışık kaynağına yakınlaştırılırsa ya da perde engelden uzaklaştırılırsa gölge büyür.
- Perde engele yakınlaştırılır ya da engel ışık kaynağından uzaklaştırılır ise gölge küçülür.
Ortamda bulunan ışık kaynaklarının bazılarından ışık alamayan ya da bir ışık kaynağının bazı kısımlarından ışık alamayan bölgelere yarı gölge denir.
- Yarı gölgeler ışık alma miktarlarına göre farklı tonlarda olabilir.
- Yarı gölge oluşabilmesi için en az iki adet noktasal ışık kaynağı gereklidir. Bir tanesi ile yarı gölge oluşturulamaz.
Şekilde, her iki kaynaktan da ışık alamayan kısımda tam gölge, kaynakların birinden ışık alıp diğerinden alamayan kısımda ise yarı gölge oluşur.
Işık kaynağı yukarı aşağı hareket ettirildiğinde eğer engel 3 boyutlu ise, gölgenin uzunluğu değişir, alanı artar.
Eğer engel 2 boyutlu ve perdeye paralel ise ışık kaynağı yukarı aşağı hareket ettirilse bile gölge büyüklüğü değişmez. Sadece yeri değişir.
Küresel Işık Kaynaklarının Oluşturduğu Gölge
Işık kaynağı küresel ise perde üzerinde hem tam gölge hem de yarı gölge alanlar oluşur.
Küresel cismin oluşturduğu tam gölge ve yarı gölge alanlar iç içe geçmiş aynı merkezli daireler şeklindedir.
- Işık kaynağının en üst ve en alt noktalarında iki ayrı noktasal ışık kaynağı varmış gibi bu kısımlardan çizgiler çizilir. Fakat 3 boyutlu ışık kaynağı, bu uç noktalarda bulunan noktasal ışık kaynaklarının yansıttığından farklı bir gölge oluşturur.
Engelin çapı ile ışık kaynağının çapına bağlı olarak tam gölgenin çapı, engelin çapından büyük, küçük ya da eşit olabilir.
- Işık kaynağının çapı cismin çağından küçük ise tam gölgenin çapı cismin çapından büyüktür.
- Kaynak ve engel çapları eşit ise tam gölgenin çapı da engelin çapına eşittir.
- Kaynak engelden büyükse gölge çapı engelinkinden küçüktür.
Küresel ışık kaynağının yarıçapı, küresel engelin çapından büyük olursa perdede tam gölge oluşmayabilir.
Güneş ve Ay Tutulmaları
Güneş tutulması sırasında, dünya üzerine ayın tam gölgesi ve yarı gölgesi düşer.
Ayın tam gölgesinin düştüğü yerlerde güneş hiç gözükmez ve tam güneş tutulması gözlemlenir. Yarı gölgenin bulunduğu kısımlarda güneş kısmen görülür.
Dünya, ay ile günei arasına girdiğinde dünyanın gölgesi ayın üzerine düşer.
Ay, dünyanın tam gölge hunisi içerisinde kalır. Bu olaya ay tutulması denir. Dünya atmosferi ışığı büküp bir kısmını tam gölge hunisi içerisine yönlendirdiği için ay tutulmasında ay gözükür, fakat kırmızıdır.
Bir Yönden Aydınlatılan Cisimlerin Gözlenmesi
Karanlık bir ortada küresel bir cisme ışık düşerken, gözlemci cismin aydınlık ve karanlık olan yerlerini bulunduğu konuma göre değişik biçimlerde görebilir.
Işık Kaynaklarının Engellenmesi
Karanlık bir ortamda küresel ışık kaynağının önüne, yarıçapı ışık kaynağından küçük olan küresel engel konulup, kaynağa bakılırsa, ışık kaynağı bakılan yere göre farklı biçimlerde görünür.
