TYT fizik maratonunda optik konusuna geldiğimize göre, artık yolun sonuna yaklaşmışız demektir. Optik, birçok öğrencinin "Ya bu konudan soru kaçırmam ben!" dediği, görece kolay bir konu olarak görülse de, bazı temel kavramları ve prensipleri tam olarak anlamadığınızda can sıkıcı hatalara yol açabilir. Bu yazıda, aydınlanma, aynalar ve genel optik konularını en ince ayrıntısına kadar ele alacağız. Hazırsanız, ışığın büyülü dünyasına adım atalım! ✨
Optik konuları ; ışığın özelliklerini, dalga modellerini, gölgeyi, aynaların çeşitlerini ve özelliklerini, renkleri ve bunlarla bağlantılı birçok detayı hayatın içinden örneklerle inceleyen oldukça eğlenceli bir fizik konusudur.
Tyt fizik optik konuları, TYT sınavında nerdeyse her sene soru çıkan konular arasındadır. Günlük hayatta her alanda karşımıza çıkan optik konusunu bu yazımızda ayrıntılı bir şekilde ele aldık. Optik konusu, dalgalar konusu ile bağlantılı olup ikisi harmanlandığında konular daha net anlaşılmaktadır. Haydi başlayalım öyleyse!
Konulara geçmeden hatırlatmak belki de iyi olacaktır, fizik öğretmeni yardımı almak ayrıntılı ve eksiksiz bir şekilde öğrenmenizi sağlar.
Aydınlanma ve Işığın Doğası
Optik alanının öncülerinden Huygens ve Newton, 1600'lü yıllarda ışığın doğasını açıklamak için iki model öne sürdüler. Newton'a göre ışık saydam ortamlarda çok büyük hızlarla doğrular boyunca ilerleyen taneciklerden oluşuyordu. Bu model tanecik modeli olup ışığın yansımasını ve kırılmasını açıklıyordu.
Huygens’e göre ışık dar bir aralıktan geçmek zorunda kaldığında, tıpkı su dalgalarında olduğu gibi, dalga cepheleri girişim yapıyor, böylece bir girişim deseni oluşuyordu. Böylece Newton’un ışığın parçacık teorisini çürüttüğünü iddia etti, çünkü Newton’un kuramı kırınım olayını açıklayamıyordu.
Hepimiz ışığın ne olduğunu biliyoruz, değil mi? Ama fiziksel olarak aydınlanma nedir, hiç düşündünüz mü? Kısaca, bir yüzeye düşen ışık miktarıdır. Daha teknik bir ifadeyle, birim yüzeye düşen ışık akısı olarak tanımlanır.
Aydınlanmayı hesaplarken karşımıza ışık şiddeti, ışık akısı ve yüzey alanı gibi kavramlar çıkar. Işık şiddeti, bir ışık kaynağının ne kadar güçlü ışık yaydığını gösterir ve birimi candela (cd)'dir. Işık akısı ise, bir ışık kaynağından çıkan toplam ışık miktarını ifade eder ve birimi lümen (lm)'dir.
Şimdi, aydınlanmayı hesaplarken karşımıza çıkan bazı önemli kavramlara bakalım.
- Işık Şiddeti (I): Bir ışık kaynağının ne kadar güçlü ışık yaydığını gösterir. Birimi candela (cd)'dir. Mum ışığını düşünün, ne kadar parlaksa ışık şiddeti o kadar yüksektir.
- Işık Akısı (Φ): Bir ışık kaynağından çıkan toplam ışık miktarını ifade eder. Birimi lümen (lm)'dir. Bir ampulün yaydığı toplam ışık miktarı gibi düşünebilirsiniz.
Aydınlanma şiddeti (E), ışık akısı (Φ) ve yüzey alanı (A) arasındaki ilişkiyi şu formülle ifade ederiz.
E = Φ / A
Formül bize şunu söylüyor;
"Bir yüzeyin aydınlanma şiddeti, ışık akısının yüzey alanına bölünmesiyle bulunur. Aydınlanma şiddetinin birimi ise lüks (lx)'tür."
Unutma! Işık kaynağı yüzeye ne kadar yakınsa, aydınlanma o kadar fazla olur. Gece lambanızı hatırlayın, kitaba yaklaştırdıkça sayfa daha parlak olur, değil mi? 😉
Güneşin ışıl ışıl parladığı yerlerde fizik özel ders izmir ve diğer tüm güneşli şehirlerimizde fizik özel ders alarak bunu gözlemleyin. Bu gözlemlerinize yardımcı olmak için aydınlanma ve Işıkla ilgili temel kavramları inceleyelim.
Elektrik Akımı ve Manyetizma hakkında bilgi almak için buraya tıklayın.
Güneş, bizim hem enerji hem de ışık kaynağımızdır. Dünya’ya diğer yıldızlardan çok daha yakın olması sonucu Dünya’nın aydınlanması tamamen Güneş tarafından sağlanmaktadır. Dünya, diğer yıldızlara çok uzak olduğu için Dünya’daki aydınlatma şiddeti daha azdır.
Gölge ve Yansıma
Işığın doğrusal bir yol boyunca ilerlerken önüne çıkan cisimlerin ışığı arkasına geçirmemesinden dolayı oluşan karartıya gölge denir. Cisimler üç şekilde sınıflandırılabilir. Saydam cisimler, yarı saydam cisimler ve saydam olmayan (opak) cisimler.
Pencere camı gibi ışığı tamamen geçiren maddelere saydam madde denir. Saydam madde arkasındaki nesneleri net olarak görebiliriz.
Işığı kısmen geçiren maddelere yarı saydam madde denir. Buzlu cam yarı saydam bir maddedir. Bu tür maddeler arkasındaki nesneler bulanık görünür.
Işığı hiç geçirmeyen maddelere ise saydam olmayan ya da opak maddeler denir. Demir ve tahta opak maddedir. Opak maddelerin arkasında kalan nesneler görülmez.
Gölgeyi ise iki kısımda inceleriz. Tam gölge ve yarı gölge olarak ifade edilir. Tam gölge hiçbir ışık kaynağından ışık almayan bölge olarak ifade edilir. Yarı gölge ise ışık kaynaklarının yalnızca birinden ışık alan bölgeye denir.
Karanlık bir ortamda küresel bir ışık kaynağının önüne ışığı geçirmeyen küresel bir cisim konulduğunda kaynağın üst ve alt noktasından cismin alt ve üst noktasına ışınlar gönderilir.
Gölge, küresel ışık kaynağı, optik konu anlatımı
Perde üzerine düşen ışınlardan içtekiler ve dıştakiler kendi aralarında birleştirildiğinde şekildeki gibi içte tam gölge, dışta yarı gölge oluşur. Küresel kaynağın yarıçapı cisminkinden küçük olduğundan tam gölge yarıçapı büyük olur.
Güneş ve Ay tutulması
Optik konu anlatımı yapılırken Güneş ve Ay tutulması olaylarını anlamak önemlidir. Işık kaynağının engelden büyük olması durumunda farklı büyüklüklerde gölgeler oluşur. Güneş ve Ay tutulması bu şekilde oluşur.
Dünya ve Ay’ın bu hareketleri sırasında bazen Dünya ile Güneş arasına Ay girerken bazen de Güneş ile Ay arasına Dünya girer. Ay, Dünya ile Güneş arasına şekildeki gibi girdiğinde Ay’ın gölgesi Dünya üzerine düşer. Gölgenin düştüğü bölgelerde bulunan kişiler Güneş’i göremez. Bu olaya Güneş Tutulması denir.
Dünya, Güneş etrafında dönerken Ay ile Güneş arasına şekildeki gibi girdiğinde Dünya’nın gölgesi Ay üzerine düşerek Ay’ın görünmesini engeller. Bu olaya Ay Tutulması denir.
Isı ve Sıcaklık konusunu ele aldığımız yazıyı buradan inceleyebilirsiniz.
Düzlem Ayna ve Küresel Aynalar
Aynalar... TYT fizikte karşımıza çıkan, hem günlük hayattan aşina olduğumuz hem de sınavda karşımıza çıkabilecek soruları çözebilmek için dikkatlice incelememiz gereken bir konu! 🤓 "Off, ayna mı kaldı şimdi çalışılacak?" demeyin sakın! Aynalar, optik konusunun en keyifli ve anlaşılır kısımlarından biri. Hem temel kavramları öğrendikten sonra, TYT'de karşınıza çıkabilecek ayna sorularını rahatlıkla çözebilirsiniz. 😎
Hangi Ayna Ne İşe Yarar?
TYT fizikte karşımıza çıkan ayna çeşitleri şunlar.
- Düzlem Aynalar: Hepimizin evinde olan, kendinize baktığınız o klasik aynalar işte! Yüzeyleri dümdüz olduğu için cisimlerin aynısını yansıtırlar. Yani, boyunuzda bir değişiklik olmaz, aynaya ne kadar yaklaşırsanız görüntünüz de o kadar yaklaşır. Bu aynaların en önemli özelliği, oluşturdukları görüntünün daima zahiri olmasıdır. Yani, görüntü aynanın arkasında oluşur ve gerçekte var olan bir görüntü değildir. Tıpkı hayalet gibi! 👻
- TYT'de çıkabilecek sorular: Görüntü özellikleri (düz, zahiri, simetrik), görüş alanı hesaplama, ayna ve cisim hareket ettirildiğinde görüntüdeki değişimler.
- Küresel Aynalar: İşte işler burada biraz daha heyecanlı hale geliyor! Bu aynaların yüzeyi, tıpkı bir topun yüzeyi gibi eğridir. İki çeşit küresel ayna vardır:
- Çukur Ayna: Bu aynalar ışığı bir noktada toplar. Yani, paralel gelen ışınları bir araya getirirler. Makyaj aynası, teleskop, dişçi aynası... Hepsi çukur ayna örneğidir. Çukur aynalar, cismin aynaya olan uzaklığına göre farklı görüntüler oluşturabilirler. Görüntü bazen ters, bazen düz, bazen büyük, bazen küçük olabilir. Hatta bazen gerçek bir görüntü bile oluşturabilirler, yani yansıyan ışınlar gerçekten bir noktada kesişir! Bu yüzden çukur aynalar, ışık toplamak ve görüntüyü büyütmek için kullanılır.
- TYT'de çıkabilecek sorular: Görüntü özellikleri (gerçek/zahiri, düz/ters, büyük/küçük), odak uzaklığı, ayna denklemi, cisim ve görüntü arasındaki ilişki.
- Tümsek Ayna: Bu aynaların yüzeyi ise dışa doğru bombelidir. Işığı dağıttıkları için, cisimleri olduğundan daha küçük gösterirler. Marketlerde, mağazalarda güvenlik amacıyla kullanılan aynalar veya araba yan aynaları tümsek aynadır. Geniş bir alanı görmenizi sağlarlar. Tümsek aynalarda oluşan görüntü her zaman zahiri, düz ve cisimden küçük olur.
- TYT'de çıkabilecek sorular: Görüntü özellikleri, görüş alanı, ayna ve cisim hareket ettirildiğinde görüntüdeki değişimler.
- Çukur Ayna: Bu aynalar ışığı bir noktada toplar. Yani, paralel gelen ışınları bir araya getirirler. Makyaj aynası, teleskop, dişçi aynası... Hepsi çukur ayna örneğidir. Çukur aynalar, cismin aynaya olan uzaklığına göre farklı görüntüler oluşturabilirler. Görüntü bazen ters, bazen düz, bazen büyük, bazen küçük olabilir. Hatta bazen gerçek bir görüntü bile oluşturabilirler, yani yansıyan ışınlar gerçekten bir noktada kesişir! Bu yüzden çukur aynalar, ışık toplamak ve görüntüyü büyütmek için kullanılır.
Aynalarla İlgili Önemli Kavramlar
TYT fizikte aynalarla ilgili bazı önemli kavramları bilmeniz gerekiyor.
- Odak Noktası (F): Küresel aynalarda, asal eksene paralel gelen ışınların aynadan yansıdıktan sonra kesiştiği noktadır.
- Merkez (M): Küresel aynanın küresel yüzeyinin merkezidir.
- Asal Eksen: Küresel aynalarda, merkezi ve odak noktasını birleştiren doğrudur.
- Tepe Noktası (T): Aynanın ortasındaki noktadır.
Ayna Formülleri
Küresel aynalarla ilgili hesaplamalar yaparken şu formülü kullanacaksınız:
1/f = 1/u + 1/v
Burada:
- f: Odak uzaklığı
- u: Cisim uzaklığı
- v: Görüntü uzaklığı
Unutmayın! Ayna formülünü kullanırken, gerçek uzaklıklar pozitif, zahiri uzaklıklar negatif alınır.
Aynalar ve Günlük Hayat
Aynalar sadece fizik sınavlarında değil, hayatımızın her alanında karşımıza çıkar. Periskop, teleskop, mikroskop gibi birçok optik alet ayna prensibiyle çalışır.
Gördüğünüz gibi, aynalar fizikte önemli bir yere sahip. Temel kavramları ve formülleri öğrendikten sonra, TYT'de ayna sorularını çözmek çok da zor değil. Bol bol soru çözerek ve konuyu tekrar ederek bu konuda başarılı olabilirsiniz. 😉
Renkler
Cisimlerden gelen ışığın gözde oluşturduğu etkiye renk denir. Prizmalarda beyaz ışık renklerine ayrılır.Beyaz ışık az kırılandan çok kırılana doğru; kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor şeklinde renklerine ayrılır.
Fizik biliminde yani ışıkta ana renkler mavi, kırmızı, yeşildir. Bu üç renk birlikte göze gelirse beyaz görülür. Diğer bütün renkler ana renkteki ışıkların farklı şekillerde aynı bölgeye gönderilmesiyle oluşturulur.
Her bir rengin farklı bir frekansı ve dalga boyu vardır. En az kırılan kırmızı ışık bu ışınlar içinde en küçük frekans, en büyük dalga boyuna sahiptir. En çok kırılmaya uğrayan mor ışık ise en büyük frekans, en küçük dalga boyuna sahiptir.
Işık farklı ortamlara geçtiğinde kesinlikle rengi ve frekansı değişmez. Yani sarı ışık havada, camda, suda hep aynı renkli ve aynı frekansa sahiptir.
Cisimlerin farklı renklerde görülmesi ise cismin yansıttığı ışık ile alakalı bir durumdur. Bir cismin üzerine beyaz ışık düşürüldüğünde, cisim beyaz ışının her rengini yansıtıyorsa beyaz, hiç yansıtmıyorsa siyah, herhangi bir rengi yansıtıyorsa cisim o renkte görülür.
Işığın Ana ve Ara Renkleri
- Karışımları ile diğer tüm renklerin elde edilebildiği renklere ana (birincil) renkler denir.
- Herhangi iki ana renkten elde edilen renge ara (ikincil) renk denir.
- Kırmızı, mavi ve yeşil ışığın ana renkleridir.
- Sarı, cyan ve magenta ise ışığın ara renkleridir.
Boya renklerindeki ara ve ana renkler ile ışıktaki ana ve ara renkler karıştırılmamalıdır.
En az iki tane ana rengin aynı bölgeye gönderilmesiyle oluşturulurlar. Dikkat edin karıştırılırlar demiyoruz çünkü fizikte deneyleri sulu boya renkleri ile yapmıyoruz, ışınlarla yapıyoruz.
Beyaz----->Kırmızı + Yeşil + Mavi
Sarı-----> Kırmızı + Yeşil
Magenta----->Kırmızı + Mavi
Cyan----->Mavi + Yeşil
Beyaz----->Sarı + Mavi
Bir cisim hangi renkteki ışığı yansıtıyorsa o renkte görülür, ayrıca Güneş ışığı altında görüldüğü renk, cismin rengi olarak bilinir.
Renkleri de kısaca özetlemiş olduk. Bu yazımızdan faydalandıysanız TYT'de çıkacak diğer fizik konularına da göz atmayı unutmayın! Eğer yine de fizik dersleri bir türlü aklınıza girmiyorsa Superprof'tan online veya yüz yüze özel ders almayı düşünebilirsiniz. Ankara fizik özel ders ve bunun ötesinde tüm şehirlerde fizik özel ders sizlere Superprof ile sunulan seçenekler arasındadır.
Kaldırma kuvveti ve Basınç konusunda eksikleriniz varsa bu üniteyi ele aldığımız yazıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca, referans noktası, hız ve sürat, sürtünme kuvveti ve Newton'ın yasalarını daha iyi kavrayabilmek için Hareket ve Kuvvet ders anlatımını okumayı unutmayın.
Bu yazıyı beğendiniz mi? Puanlayın!
Loading...
