Işığın Yayılması

Işık kaynağından çıkan ışık, bulunduğu ortamda her yöne doğrusal yani doğru hatlar şeklinde yayılır.

Işığın yayılması sırasında ışık kaynağından çıkan ve ışığın yolunu gösteren doğrulara ışık ışını denir. Işık kaynağından çıkan ışık ışınları bir ucu ışık kaynağında olacak şekilde düz bir çizgi çizilir ve bu çizginin ucuna veya ortasına ok işareti konulur. Çizilen düz çizgi ışığın doğrusal bir yol izlediğini, ok işareti de ışığın yönünü göstermek için kullanılır.

Yansıma

• Işık kaynağından çıkan ışık ışınlarının saydam ortamlarda hareket ederken yansıtıcı bir yüzeye çarpıp yön değiştirerek geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir. Yansıma olayında ışığın rengi veya sürati değişmez, sadece hareket yönü değişir.
• Işık kaynağından çıkan ve yansıtıcı yüzeye gönderilen ışına gelen ışın denir.
• Yansıtıcı yüzeye çarparak yön değiştirip geldiği ortama geri dönen ışına yansıyan ışın denir.
• Gelen ve yansıyan ışınların yansıtıcı yüzeye değdiği noktada, yüzeye dik olacak şekilde çizilen hayali dik çizgiye yüzeyin normali denir. Normal, N harfi ile gösterilir ve gelme ve yansıma açılarını ölçmek için kullanılır.
• Gelen ışınla yüzeyin normali arasındaki açıya gelme açısı denir.
• Yansıyan ışınla yüzeyin normali arasındaki açıya yansıma açısı denir.
• Gelen ışınla yüzey arasındaki açıya gelen ışının yüzeyle yaptığı açı denir. Gelen ışınla yüzey arasındaki açı, gelme açısı değildir.
• Yansıyan ışınla yüzey arasındaki açıya yansıyan ışının yüzeyle yaptığı açı denir. Yansıyan ışınla yüzey arasındaki açı, yansıma açısı değildir.

Not: Periskop, mikrodalga fırın, teleskop, ışıldak, deniz feneri, otomobil farı, uydu yayınlarını alan çanak antenler ve dikiz aynalar yansıma olayından yararlanarak yapılmaktadır.

Yansıma Kanunları

Farklı yüzeylerdeki yansıma olayları belirli kurallar doğrultusunda gerçekleşir.

• Gelen ışın, yansıyan ışın ve yüzeyin normali aynı düzlem üzerindedir.
• Gelme açısı yansıma açısına eşittir.

• Bir yüzeye normal doğrultusunda yani yüzeye dik gelen ışınlar kendi üzerlerinden geri yansırlar.

• Bir yüzeyden yansıyan ışın, yansıtıcı yüzey değiştirilmeden gelen ışın değiştirilerek istenilen noktaya düşürülebilir. Gelen ışının aynaya geliş doğrultusu değiştikçe yansıyan ışının da doğrultusu değişir.

• Bir yüzeyden yansıyan ışın, gelen ışın değiştirilmeden yansıtıcı yüzey değiştirilerek istenilen noktaya düşürülebilir. Yansıtıcı yüzey değiştikçe yansıyan ışının da doğrultusu değişir.

• Yansıma olayında ışığın izlediği yol tersinirdir. Yansıyan ışığın izlediği yoldan gönderilen ışınlar, gelen ışının izlediği yoldan yansırlar.

Yansıma Çeşitleri

Maddelerin yüzeyleri farklı özellikte olup bazıları pürüzlü ve mat, bazıları da pürüzsüz ve parlaktır. Cisimlerin yüzeylerinin farklı özelliklere sahip olması, gelen ışınları farklı şekillerde yansıtmalarına neden olur.

Cisimlerin sahip olduğu yüzey şekillerine göre düzgün yansıma ve dağınık yansıma olarak iki çeşit yansıma görülür. Işık kaynağı olmayan cisimlerin görülebilmesinin nedeni farklı yüzeylerde gerçekleşen düzgün ve dağınık yansıma olaylarıdır. Düzgün ve dağınık yansıma olayları nedeniyle cisimler daha parlak veya daha mat görünürler.

Yansıma kanunları sadece düzgün yüzeyler için değil pürüzlü yüzeyler için de geçerlidir.

Düzgün Yansıma

Düzgün, parlak ve pürüzsüz yüzeylere, birbirine paralel gelen ışık ışınlarının çarptığı yüzeyden yine birbirine paralel olarak yansımasına düzgün yansıma denir.

• Cisimlerin bir yüzeyde net görüntülerinin oluşması için düzgün yansımanın gerçekleşmesi gerekir.
• Işık ışınlarının geldiği yerin net olarak görülebilmesi için ışınların düzgün yansıma yapması gerekir.
• Düzgün yansıma sonucu yayılan ışınların görülebilmesi için gözün uygun bir yerde olması gerekir.
• Düzgün yansımaya uğrayan cisimlerden göze gelen ışık miktarı fazla olduğu için bu cisimler parlak görünürler.
• Düzgün yansıma sonucu yansıyan ışık ışınları istenilen bölgeye düşürülebilir.
• Ayna, cam, buruşturulmamış alüminyum folyo, durgun su yüzeyi, mermer, granit, cilalanmış tahta, parlatılmış metaller, yeni boyanmış bir otomobil yüzeyi gibi düzgün ve parlak yüzeylerde düzgün yansıma gerçekleşir.

Düzgün Yansıma Örnekler

• Rüzgârsız bir günde durgun denizde, binaların ve ağaçların su üzerinde görüntülerinin düzgün görünmesi
• Buruşuk olmayan alüminyum folyoda cisimlerin görüntülerinin düzgün görünmesi

• Durgun su birikintisinin kenarından suya bakan kişinin görüntüsünün düzgün görünmesi
• Düzlem aynalarda cisimlerin görüntülerinin düzgün görünmesi
• Mağaza vitrinlerindeki cama bakan kişinin görüntüsünün düzgün görünmesi

---

• Camdan yapılmış fiber optik kabloların içinde ışık düzgün yansıyarak ilerler ve ışığın yansıması sayesinde ışık farklı yönlere taşınabilir.

---

• Işığı düzgün yansıtan yüzeyler ve yansıma kuralları kullanılarak periskop denilen araçlar üretilmiştir. Periskop, aynalar kullanılarak görüş alanı dışında kalan yerlerin gözetlenmesini sağlar.

Dağınık Yansıma

Pürüzlü ve mat yüzeylere birbirine paralel gelen ışık ışınlarının çarptığı yüzeyden dağınık yani paralellikleri bozulacak şekilde farklı yönlere yansımasına dağınık yansıma denir.

• Dağınık yansıma sonucu cisimlerin bir yüzeyde net görüntüsü oluşmaz.
• Dağınık yansıma sonucu yayılan ışınların göze çok azı gelir ve ışık ışınlarının geldiği yer net olarak görülemez.
• Dağınık yansımaya uğrayan cisimlerden göze gelen ışık miktarı az olduğu için bu cisimler mat görünürler.
• Göz sağlığı ve cisimlerin renkleri ile şekillerinin daha iyi görülmesi için dağınık yansıma gerekir.
• Dağınık yansımada pürüzlü yüzeyin her bir noktası çok sayıda farklı yönlerdeki yüzeylerden oluşur yani aynı bir yansıtıcı yüzey gibi davranır. Gelen ışınlar paralel olsa da bu farklı yönlerdeki yüzey parçalarından her biri, gelen ışığı farklı yönlerde yansıtır yani yüzeylerin normalleri birbirlerinden farklıdır. Bu durumlarda cisimlerin bulanık bir görüntüsü elde edilir.
• Kumaş, buruşturulmuş alüminyum folyo, dalgalı su yüzeyi, cilalanmamış tahta, beton döşeme, kâğıt ve duvar gibi pürüzlü yüzeylerde dağınık yansıma gerçekleşir.

Dağınık Yansıma Örnekler

• Rüzgârlı bir günde dalgalı deniz yüzeyine düşen Güneş’in net görüntüsünün oluşmaması
• Rüzgârlı bir günde dalgalı suyun pürüzlü bir yüzey oluşturması ve çocuğun su üzerindeki görüntüsünün düzgün görünmemesi

• Buruşturulup açılan alüminyum folyo yüzeyi pürüzlüdür. Bu pürüzleri oluşturan her bir parça ayrı ayrı küçük birer düz ayna gibi davranır ve bu küçük aynalara gelen ışınlar yansıma kanunlarına göre yansır. Yansıyan ışınlar farklı yönlerdeki yüzey parçalarına çarptıkları için farklı yönlere de yansırlar.

• Fotoğrafçıların kullandığı spot lambaların etrafındaki çanak parlak ve pürüzlüdür. Pürüzlü olmasının nedeni dağınık yansıma oluşturmak ve daha iyi aydınlanma sağlamaktır.

• Fener ışığı kumaşa çarptığında, kumaş yüzeyi pürüzlü olduğu için dağınık yansımaya uğrar.

Cisimlerin Görülmesi İle İlgili Örnekler

• Gündüz odanın penceresinden içeri giren ışık ışınları odadaki eşyalardan yansıdıktan sonra göze ulaşır ve görünür hâle gelir.
• Uzayda boşluk çok fazla olduğu için Güneş’ten yayılan ışınları yansıtacak madde çok az bulunur ve bu nedenle uzayın büyük bölümü karanlıktır. Gezegen, kuyruklu yıldız ve asteroit gibi maddesel ortamlardan ışığın yansıması sonucu aydınlanma olur.
• Ay, ışık kaynağı olmadığı hâlde Güneş’ten yayılan ışığı yansıtarak Dünya’ya ulaştırdığı için görünür. Bu nedenle ay, aydınlatılmış cisimdir.
• Sisli havalarda araba farları yanınca ışık demeti görülür. Bunun nedeni, su damlacıklarından oluşan sisin, araba farından çıkan ışık ışınlarını geri yansıtmasıdır.
• Gece sokağa çıkıldığında açık renkli kıyafetler giyilmesinin nedeni daha fazla ışığın daha fazla yansımasını sağlamaktır.
• Gece ıslak asfalt yolda araba kullanmak, karşıdan gelen araçların lambalarından çıkan ışık ışınlarını göze yansıtacağı için daha zordur.
• Karanlık bir ortamda herhangi bir madde yokken bu ortama düşürülen ışık ışınları görülmez yani ortam aydınlanmaz. Bunun nedeni, ışığın yansımasını sağlayacak madde bulunmamasıdır. Karanlık ortamda çeşitli cisimler varken maddesel ortam oluşur ve bu cisimler görünür. Bunun nedeni, cisimlerin ışığı yansıtarak göze gelmesini sağlamasıdır.
• Sayfaları parlak kâğıtlı kitabı okumak, üzerine düşen ışınlar düzgün yansımaya uğrayacağı ve göze fazla ışık geleceği için daha zordur. Saman kâğıtlı kitapta dağınık yansıma sonucu ışınlar her yöne gider ve göze fazla ışık gelmesi engellenir.

Çözümlü Test Soruları

Soru 1 Aşağıdakilerden hangisi dağınık yansımaya bir örnektir?

A) Düz bir aynada oluşan net görüntü. B) Durağan göl yüzeyinde ağacın görüntüsünün oluşması. C) Buruşturulmuş alüminyum folyodan ışığın her yöne dağılması. D) Parlatılmış metal bir yüzeyden ışığın paralel yansıması.

Doğru Cevap: C Çözüm: Dağınık yansıma, ışığın pürüzlü ve mat yüzeylerden yansımasıdır. Buruşturulmuş alüminyum folyo, pürüzlü bir yüzey olduğu için ışık dağınık yansır.

Soru 2 Yansıma kanunlarına göre, ışık ışınının yansıtıcı yüzeyle yaptığı 40°‘lik açı ile geldiği durumda, gelme açısı kaç derecedir?

A) 40° B) 50° C) 80° D) 90°

Doğru Cevap: B Çözüm: Gelme açısı, gelen ışın ile yüzeyin normali arasındaki açıdır. Normal ile yüzey arasındaki toplam açı 90° olduğu için, gelme açısı: 90° – 40° = 50°‘dir.

Soru 3 Bir ışık ışını yansıtıcı bir yüzeye 30°‘lik gelme açısıyla geliyor. Bu durumda yansıyan ışın ile gelen ışın arasındaki toplam açı kaç derecedir?

A) 60° B) 30° C) 90° D) 120°

Doğru Cevap: A Çözüm: Gelme açısı (30°) yansıma açısına da eşittir (30°). İki ışın arasındaki toplam açı: Gelme Açısı + Yansıma Açısı = 30° + 30° = 60°‘dir.

Soru 4 Aşağıdaki yüzeylerden hangisinde ışık yansıması sonucunda cisimlerin görüntüsü en net şekilde oluşur?

A) Mat kağıt B) Pürüzlü duvar C) Dalgalı su yüzeyi D) Düz ayna

Doğru Cevap: D Çözüm: Net görüntü, düzgün yansıma sonucu oluşur. Düz ayna, ışığı paralel yansıtan en pürüzsüz ve parlak yüzey örneğidir.

Soru 5 Yansıma olayında Normal neyi ifade eder?

A) Gelen ışının izlediği yolu. B) Yansıyan ışının izlediği yolu. C) Yansıtıcı yüzeyin, ışının çarptığı noktadaki dik doğrusunu. D) Gelme açısı ile yansıma açısının toplamını.

Doğru Cevap: C Çözüm: Normal, ışığın çarptığı noktada yansıtıcı yüzeye dik (90°) olarak çizilen hayali çizgidir.

Soru 6 Bir ışık demetinin pürüzlü bir yüzeye paralel gelmesine rağmen yansıdıktan sonra farklı yönlere dağılmasının temel nedeni nedir?

A) Yüzeyin her bir noktasındaki normalin farklı yönlerde olması. B) Yansıma kanunlarının pürüzlü yüzeylerde geçersiz olması. C) Işık kaynağının çok güçlü olması. D) Gelme açısının yansıma açısından büyük olması.

Doğru Cevap: A Çözüm: Pürüzlü yüzeyin her bir noktasının eğimi farklıdır, bu nedenle her noktadaki yerel Normal’in yönü de farklı olur. Yansıma kanunu her noktada geçerli olsa da, Normal’in farklılığı ışınların dağınık yansımasına neden olur.

Soru 7 Bir ayna düzlemine 90° açı ile (dik olarak) gelen bir ışın için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) 90° açı ile yansır. B) Kendi üzerinden geri yansır. C) Hiç yansımaz. D) Gelme açısı 90°’dir.

Doğru Cevap: B Çözüm: Yüzeye dik gelen ışın, Normal üzerinden geldiği için gelme açısı 0°’dir. Yansıma açısı da 0° olacağından, ışın geldiği yoldan (kendi üzerinden) geri yansır.