Konu anlatımı
Okurken masa lambasını kitaba yaklaştırmak sayfayı daha aydınlık yapar. Bu alt başlıkta ışığın davranışını açıklayan modelleri, aydınlanmayla ilgili kavramları ve bu kavramların birbirleriyle ilişkisini nitel olarak göreceksin. TYT'de aydınlanmayla ilgili hesap yapılmaz.
Işığın davranış modelleri
Işık, kaynaktan her yöne doğrusal yollar boyunca yayılır ve boşlukta da ilerleyebilir; boşluktaki hızı yaklaşık 300 000 km/s'dir. Işığın kırılma ve renklerine ayrılma gibi olaylarının bir kısmı dalga modeliyle, maddeyle etkileşimindeki bazı olaylar ise tanecik modeliyle daha iyi açıklanır. Bugün ışığın hem dalga hem tanecik özelliği gösterdiği kabul edilir; bu modellerin ayrıntısı programda yer almaz.
Işık şiddeti, ışık akısı ve aydınlanma
Bir ışık kaynağının ışık verme gücünü anlatan büyüklüğe ışık şiddeti denir; birimi kandeladır (cd). Kaynaktan birim zamanda yayılan ışık enerjisinin ölçüsüne ışık akısı denir; birimi lümendir (lm). Bir yüzeyin birim alanına düşen ışık akısına aydınlanma şiddeti denir; birimi lükstür (lx). Lamba ambalajlarında yazan lümen değeri, lambanın ne kadar ışık verdiğini gösterir.
Aydınlanmayı etkileyen değişkenler
Noktasal bir kaynağın bir yüzeyde oluşturduğu aydınlanma şiddeti, kaynağın ışık şiddeti arttıkça artar. Kaynak yüzeyden uzaklaştıkça aydınlanma azalır; ışık yüzeye dik geldiğinde aydınlanma şiddeti ışık şiddetiyle doğru, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır: E = I/d². Işık yüzeye eğik gelirse aynı ışık daha geniş bir alana yayıldığı için aydınlanma azalır. Kutup bölgelerinin daha az aydınlanıp ısınmasının bir nedeni, Güneş ışığının buralara eğik gelmesidir. TYT'de bu modeller verilir, ama hesap yapılmaz.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Bir masa lambası kitaptan uzaklaştırılıyor, sonra yerine ışık şiddeti daha büyük bir lamba konuyor. Kitabın aydınlanması nasıl değişir?
Çözüm. Aydınlanma şiddeti kaynağa uzaklık arttıkça azalır; lamba kitaptan uzaklaştırılınca kitap daha az aydınlanır. Uzaklık değişmeden ışık şiddeti daha büyük bir lamba konursa aydınlanma artar. Lambanın ışığı kitaba eğik gelecek biçimde tutulsaydı aynı uzaklıkta bile aydınlanma azalırdı.
Örnek 2. Lamba satın alan biri ambalajlarda “800 lm” gibi değerler görüyor. Bu değer neyi anlatır? Lambanın watt değeriyle neden karıştırılmamalıdır?
Çözüm. Lümen, ışık akısının birimidir ve lambanın birim zamanda ne kadar ışık yaydığını gösterir; lümen değeri büyük olan lamba daha çok ışık verir. Watt ise lambanın harcadığı elektriksel gücü gösterir. Verimli bir LED lamba, akkor bir lambadan çok daha az watt harcayarak aynı lümen değerini sağlayabilir. Bu yüzden ışık miktarını karşılaştırmak için watt değerine değil lümen değerine bakmak gerekir.
Sık yapılan hatalar
- Işık şiddeti, ışık akısı ve aydınlanma şiddetinin birimlerini karıştırmak: kandela, lümen ve lüks.
- Aydınlanmanın kaynağa uzaklıkla değişmediğini sanmak.
- Bir lambanın verdiği ışığı yalnızca watt değerine bakarak değerlendirmek.
- Işık şiddeti kandela, ışık akısı lümen, aydınlanma şiddeti lüks ile ölçülür.
- Aydınlanma ışık şiddetiyle artar, uzaklıkla ve eğik gelişle azalır.
- Işık hem dalga hem tanecik özelliği gösterir.