Konu anlatımı
Güneşli bir günde ağaçların altında, gece sokak lambasının yanında gölgeler oluşur. Bu alt başlıkta maddelerin ışık geçirme özelliklerini, tam gölge ve yarı gölgenin nasıl oluştuğunu ve Güneş ile Ay tutulmalarını nitel olarak göreceksin.
Maddelerin ışık geçirmesi
Işığın büyük bölümünü geçiren ve arkasındaki cisimlerin net görülmesini sağlayan maddelere saydam madde denir; pencere camı, temiz su ve hava saydamdır. Işığın bir kısmını dağıtarak geçiren ve arkasındaki cisimlerin net görülmediği maddelere yarı saydam madde denir; buzlu cam, yağlı kâğıt ve ince perde buna örnektir. Işığı geçirmeyen tahta, metal ve taş gibi maddelere saydam olmayan madde denir; bu maddelerin arkasında gölge oluşur.
Tam gölge ve yarı gölge
Işık doğrusal yayıldığı için saydam olmayan bir cismin arkasında ışığın ulaşamadığı bir bölge kalır. Noktasal bir kaynak kullanılırsa yalnızca tam gölge oluşur; tam gölge, kaynaktan hiç ışık almayan ve kenarları keskin olan bölgedir. Kaynak genişse tam gölgenin çevresinde, kaynağın bir kısmından ışık alıp bir kısmından alamayan yarı gölge bölgesi oluşur. Gölgenin büyüklüğü cismin kaynağa ve perdeye uzaklığına bağlıdır: cisim kaynağa yaklaştırılırsa ya da perde cisimden uzaklaştırılırsa perdedeki gölge büyür. TYT'de gölge hesabı yapılmaz.
Güneş ve Ay tutulmaları
Ay, Güneş ile Dünya arasına girer ve Ay'ın gölgesi Dünya'ya düşerse Güneş tutulması olur; Ay'ın tam gölgesindeki yerlerden tam, yarı gölgesindeki yerlerden parçalı tutulma görülür. Dünya, Güneş ile Ay arasına girer ve Ay, Dünya'nın gölgesine girerse Ay tutulması olur. Güneş geniş bir ışık kaynağı olduğu için tutulmalarda hem tam gölge hem yarı gölge bölgeleri oluşur.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Noktasal bir ışık kaynağı ile bir perde arasına saydam olmayan küçük bir top konuyor. Perdede ne gözlenir? Kaynak geniş bir lamba ile değiştirilirse ne olur?
Çözüm. Noktasal kaynakla perdede kenarları keskin bir tam gölge oluşur; gölgenin dışındaki bölge aydınlıktır. Kaynak genişleyince tam gölgenin çevresinde, kaynağın yalnızca bir kısmından ışık alan yarı gölge bölgesi oluşur ve gölgenin kenarları bulanıklaşır. Yarı gölge, tam gölgeden daha aydınlık, aydınlık bölgeden daha karanlıktır.
Örnek 2. Noktasal bir kaynak ile perde arasındaki bir kartonun perdedeki gölgesini büyütmek için ne yapılabilir?
Çözüm. Gölgenin büyüklüğü kartonun kaynağa ve perdeye uzaklığına bağlıdır. Karton kaynağa yaklaştırılırsa kaynaktan çıkıp kartonun kenarlarından geçen ışınlar arasındaki açı büyür ve gölge büyür. Perde kartondan uzaklaştırılırsa da gölge büyür. Karton perdeye yaklaştırılırsa gölge küçülür ve kartonun kendi boyutlarına yaklaşır.
Sık yapılan hatalar
- Noktasal bir kaynakla da yarı gölge oluşacağını sanmak.
- Yarı gölgenin tamamen karanlık olduğunu düşünmek.
- Güneş tutulmasında Dünya'nın, Ay tutulmasında Ay'ın ortada olduğunu sanmak.
- Noktasal kaynak yalnızca tam gölge, geniş kaynak tam gölge ve yarı gölge oluşturur.
- Cisim kaynağa yaklaşınca ya da perde uzaklaşınca gölge büyür.
- Güneş tutulmasında Ay, Ay tutulmasında Dünya ortadadır.