7. 7. ÜN‹TE ÜN‹TE
IfiIK VE SES
1. IfiIK ‹LE MADDEN‹N KARfiILAfiMASI
2. AYNALAR VE KULLANIM ALANLARI
3. SES ‹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 kaynakla- r›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 ak- kor 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 ön- ce 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 ta- bakas› 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.
cisimlerle tekrarlan›rsa, ›fl›k kayna¤›n› bunlar arkas›ndan göremeyiz. Ifl›¤› geçir- meyen bu cisimlere saydam olmayan cisimler denir. Saydam ve saydam olma- yan cisimler yan›nda, ince ka¤›t, buzlu cam... gibi, ›fl›¤›n bir k›sm›n› geçiren ci- simler de vard›r. Bunlara yar› saydam cisimler denir. Ancak, bu ay›rma pek ke- sin 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› say- dam olmad›¤› gibi, kal›nl›¤› 1/10 μ kadar az olan bir alt›n yaprak yeflil ›fl›¤› geçi- recek 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 S2delikleri 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›tlamak- tad›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 homo- jen ortam içinde ›fl›k h›z›n›n sabit oldu¤u ortaya ç›kar. Ifl›¤›n bir y›lda gi- debildi¤i uzakl›¤a ›fl›k y›l› denir.
Ifl›k hangi ortamda olursa olsun do¤rular boyunca yay›l›r. Ifl›¤›n yay›lma yol- lar›n› belirten do¤rulara ›fl›k ›fl›nlar› denir.
Bir kaynaktan ç›kan ›fl›k ayn› ortamda bir do¤ru boyunca ilerler. Bir do¤rultu- da giden ve ›fl›¤›n yolunu belli eden do¤rulara ›fl›k ›fl›n› denir. Her türlü ›fl›k kay- na¤›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 ba- z›lar› flunlard›r: Bir cismin gölgesinin kendisine benzemesi, gölge ve yar› gölge- lerin 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 ci- simler üzerine düflerlerse, cisimleri geçemediklerinden dolay›, cisimlerin arka ta- raf›ndan karanl›k bölgeler oluflur. Meydana gelen bu karanl›k bölgeye gölge de- nir.
Gölgenin flekli, saydam olmayan cismin kesitinin flekline benzer. (Bunun ne- deni ›fl›¤›n do¤rusal olarak yay›lmas›d›r.)
L1 L2
S1 K
S2
Yandaki flekilde oldu¤u gibi ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›nlar›n hiç düflmedi¤i bölgeye gölge dendi¤ini biliyoruz. Buralar tam göl- ge olarak da isimlendirilir.
Noktasal kaynak yerine büyük bir kaynak kullan›lmas› duru- munda karanl›k bölge iki k›s›mdan oluflur.
Bu gölgenin etraf›nda az ›fl›k alan bölgeye de yar› gölge de- nir.
Yukar›daki flekillerde görüldü¤ü gibi hiç ›fl›n düflmeyen bölgede gölge, kay- na¤›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›¤› böl- ge içinde olduklar›ndan, yar› gölge içindedir.
A ve E noktalar› her iki ›fl›k kayna¤›n›n da ayd›nlatt›¤› böl- ge 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 gölgesi- nin 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›s-
küresel 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
mi 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 halka- l› 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 yer- lefltirelim 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 üzerin- de 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 daire- sel 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 mu- mun 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 istenme- yen 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 gün- düzleri evlerimizin içi yar› gölge olan bir ortamd›r.
• Otomobil sürücüleri güneflli havalarda bazen bafllar›n›n üzerindeki gölgeli-
tam gölge
yar› gölge ayd›nl›k
bölge Ay
Günefl
Dünya Günefl
Dünya Ay
¤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 ha- reket 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 hesaplana- bildi¤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 ha- reket ettirilirse, perdedeki gölgenin geniflli¤i küçülür.
ÖRNEK fiekilde K1, K2 noktasal ›fl›k kaynaklar›, X ve Y de say-
dam olmayan küresel cisimlerdir.
Buna göre, perde üzerinde oluflan gölge ve yar› gölge- nin flekli nas›l olur?
Çözüm
K2kayna¤›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. K1
gölge
yar›
gölge K2
∗ ∗
X Y
perde K2
∗ K∗1
12 gölge
top
(a)
1
2
(b)
perde top
1 2
noktasal
›fl›k kaynaklar›
ÖRNEK
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 hangisi- dir?
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›fla- r›da ay ›fl›¤› veya odada ampul gibi bir ›fl›k kayna¤› varsa cisimleri göre- biliriz.
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¤ifltirir- ler. 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 yan- s›t›c› yüzey denir.
Paralel bir ›fl›k demetinin düzgün bir yüzeyden yans›mas› düzgün yans›ma- d›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 yönler- de yans›maya u¤rar. Bu tür yans›maya da¤›n›k yans›ma denir. Cisimlerin görül- mesi, 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 K1
E¤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 yüze- yine 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 düz- lemi 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 büyük- lü¤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›
i 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
ÖRNEK
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 ka-
t› 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
b) N N
60°
c)
N
45°
45°
d) e)
N f)
ÖRNEK
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 nok- tadan 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 cismi- nin görüntüsü oluflur. Buna T´ diyelim. T´ noktasal cisminin görüntüsünün özellik- lerini 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, sanal- d›r. Yani bu görüntü ayna içinde oluflmufltur, herhangi bir yere düflürülemez. (Sa- nal, 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 ek- ran üzerine düflürülemez, gerçek de¤ildir.
5. Cismin görüntüsü aynaya göre simetriktir.
6. Düzlem ayna karfl›s›nda duran bir kiflinin sa¤ ko- lu, görüntünün sol koludur.
Hasta tafl›yan araçlar›n önlerinde AMBULANS de¤ilde yazar.
Hasta tafl›yan araçlar›n trafikte çabucak ilerleme- leri için araçlar›n onlara yol vermesi gerekir. Bir has- ta arac›n›n önündeki arac›n sürücüsü kap›lardaki ay-
AMBULANS
x
h h´
x´
N α
ββ α
1
2 N T T´
K
L
xx´
N
yans›yan ›fl›n gelme aç›s›
gelen ›fl›n
30° 30°
N
30°
nalardan 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 ayna- ya 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›t- mak 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
Küresel 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: Yar›çap
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) ay- na denir.
Merkez (M): Küresel aynan›n yap›ld›¤› kürenin merkezi- dir.
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 ay- nan›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 ay- nan›n odak noktas› olarak adland›r›l›r.
Çukur aynalarda bir cismin görüntüsü gerçek ya da sanal olarak elde edile- bilir. 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 düflürüle- bilir. 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 ek- sen üzerinde bir noktada kesiflirler. Bu nokta tümsek aynan›n odak noktas›d›r.
Tümsek aynada cisim aynan›n önünde nereye konulursa konul-
sun görüntüsü daima sanal, düz ve küçüktür. Görüntü aynan›n arkas›nda oluflur.
Cisim aynaya yaklaflt›kça görüntüsü de aynaya yaklafl›r ve büyür.
F M I
T F M
asal T 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 M F
R
F
Çukur Aynalar›n Kullan›m Alanlar›
Çukur ayna günlük hayatta pek çok yerde kullan›l›r. Örne¤in bütün araba far- lar› ve el fenerlerinde çukur ayna kullan›l›r.
Bunlar›n içinde ampul odak noktas›nda bulundu¤u için ampulden ç›kan ›fl›n- lar 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›la- rak elektrik enerjisi elde edilir.
Tümsek Aynalar›n Kullan›m Alanlar›
Tümsek aynalarda cismin görüntüsü her zaman küçük ve düz oldu¤un- dan 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 ko- nan 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›k- ta oluflabilmesi için çocuk, çukur aynan›n merkezinde ol- mal›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 = m5
M F 4 m F
10 m çocuk
görüntüsü tümsek ayna
diflçi aynas›
ÖRNEK 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 fle- kildeki 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 üreti- lirken 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 civa- r›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 de- ney, 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 di- ye hesaplanabilir.
zil lamba
hava boflaltma tulumbas›
anahtar
+–
F
F
Havada 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¤ifle- cektir.
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, çe- lik 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¤u- muz odadan duyuluyorsa bu yans›malar sonucun- da gerçekleflir. Bu duyulmada seslerin duvardan geçerek gelmesinin etkisi çok zay›ft›r.
Sesin yans›mas› ile denizlerin derinlikleri pet- rol 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. Yan- k› en iyi büyük duvarlarda ve derin vadilerde vadilerde hissedilir. Birkaç defa yan- s›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 konuflma- y› bozarak sinir bozucu yapabilir. Ses yükselticiler, hoparlörler veya sesle ilgili herhangi bir sistemden çok fleyler beklenirken sonuç hayal k›r›kl›¤› olabilmekte- dir. ‹flte burada as›l problemin oda akusti¤i oldu¤u ortaya ç›kmaktad›r.
Alicaaaaan !...
Efendiiiim!!...
Bofl bir odada konufluldu¤u veya yüründü¤ü zaman ayak sesleri ve konuflma sesi da¤›lma- dan 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 maddeler- le yap›lm›fl ve döflenmifl ölü odalard›r. Tama- men ses emici maddelerden yap›lm›fl bu salon- larda her türlü sesli cihaz›n, mesela hoporlör, mikrofon gibi aletlerin kalite denemeleri yap›l›r.
Bir sesin iflitilmesi ile bu sesin yans›mas›n- dan 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 yer- lerde yank› zaman›n›n düflük tutulmas› istenir.
Buralarda yank› zaman› bir saniyenin alt›nda ol- mal›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¤›l- maktad›r.
ALIfiTIRMA
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? ...
