Bir öğrenci aynı maddeden yapılmış siyah, beyaz, kırmızı ve mavi renkli dört özdeş karton parçasını güneş ışığı altında aynı süre bekletiyor. Hangi renk karton en yüksek sıcaklığa ulaşır?
A) Beyaz
B) Kırmızı
C) Mavi
D) Siyah
Güneş ışığı, farklı dalga boylarında (renklerde) ışınlar içeren bir enerji kaynağıdır. Bir cismin rengi, o cismin üzerine düşen ışınlardan hangilerini yansıttığına ve hangilerini soğurduğuna (emdiğine) bağlıdır. Soğurulan ışık enerjisi, cismin iç enerjisine dönüşerek sıcaklığının artmasına neden olur.
- Siyah Renk: Siyah renkli cisimler, güneş ışığındaki tüm renkleri ve dolayısıyla enerjinin büyük bir kısmını soğurur (emer). Bu yüksek soğurma oranı, siyah cisimlerin diğer renkli cisimlere göre daha fazla enerji almasına ve sıcaklıklarının daha fazla artmasına neden olur.
- Beyaz Renk: Beyaz renkli cisimler ise güneş ışığındaki tüm renkleri yansıtır. Çok az ışık enerjisi soğurdukları için sıcaklıkları diğer renklere göre en az artar. Bu yüzden yazın açık renkli kıyafetler giymeyi tercih ederiz.
- Kırmızı ve Mavi Renkler: Kırmızı ve mavi gibi renkli cisimler, kendi renklerini yansıtırken, güneş ışığındaki diğer renkleri soğururlar. Örneğin, kırmızı karton kırmızı ışığı yansıtırken, diğer renkleri emer. Mavi karton ise mavi ışığı yansıtırken, diğer renkleri emer. Bu soğurma miktarı, siyah renge göre daha az, beyaz renge göre ise daha fazladır.
- Sıcaklık Karşılaştırması: Bir cisim ne kadar çok ışık enerjisi soğurursa, sıcaklığı o kadar çok artar. Bu durumda, en fazla ışık enerjisini soğuran siyah renkli karton en yüksek sıcaklığa ulaşacaktır. Beyaz karton en az ışık enerjisini soğurduğu için en düşük sıcaklığa ulaşır. Kırmızı ve mavi kartonlar ise bu ikisinin arasında bir sıcaklığa sahip olurlar.
Bu nedenle, aynı maddeden yapılmış ve aynı süre güneş ışığı altında bekletilen karton parçalarından siyah renkli olanı en yüksek sıcaklığa ulaşır.
Cevap D seçeneğidir.
