Bir cisim, ışık kaynağı ve ekran şekildeki gibi yerleştirilmiştir. Cisim ışık kaynağına yaklaştırılırsa, ekrandaki gölgenin boyutu nasıl değişir?
(Şekil: Solda küçük bir ışık kaynağı, ortada bir cisim, sağda bir ekran)
A) Gölge küçülür.
B) Gölge büyür.
C) Gölgenin boyutu değişmez.
D) Gölge önce küçülür, sonra büyür.
Bir cismin gölgesi, ışık ışınlarının cismin kenarlarından geçerek ekrana ulaşmasıyla oluşur. Işık, doğrusal bir yol izler ve cisim ışık ışınlarını engellediği için arkasında bir karanlık alan, yani gölge oluşur.
- Başlangıç Durumu: Şekildeki düzenekte, ışık kaynağından çıkan ışınlar cismin kenarlarından geçerek ekrana ulaşır ve ekranda belirli bir boyutta bir gölge oluşturur. Bu gölgenin boyutu, ışık kaynağının, cismin ve ekranın birbirine olan uzaklıklarına bağlıdır.
- Cismin Işık Kaynağına Yaklaştırılması: Soruya göre, cisim ışık kaynağına yaklaştırılıyor. Bu durumda, ışık kaynağı ile cisim arasındaki mesafe azalır. Işık ışınları, cismin kenarlarından geçerken, ışık kaynağından daha geniş bir açıyla yayılmaya (ıraksamaya) başlar.
- Gölge Boyutunun Değişimi: Işık ışınları daha geniş bir açıyla yayıldığı için, ekrana ulaştıklarında daha geniş bir alanı kaplarlar. Bu durum, ekrandaki gölgenin boyutunun büyümesine neden olur. Bu durumu günlük hayattan bir örnekle açıklayabiliriz: Elinizi bir el fenerine ne kadar yaklaştırırsanız, duvardaki gölgeniz o kadar büyür. Buradaki fiziksel prensip aynıdır.
- Matematiksel İlişki (Kısaca): Gölge boyutu ($h_g$), cismin boyutu ($h_c$), ışık kaynağı ile cisim arası mesafe ($d_{kc}$) ve cisim ile ekran arası mesafe ($d_{ce}$) arasındaki ilişki benzer üçgenler yardımıyla incelenebilir. Gölge boyutu, yaklaşık olarak $h_g = h_c \times \frac{d_{kc} + d_{ce}}{d_{kc}}$ formülüyle orantılıdır. Bu formülde $d_{kc}$ (ışık kaynağı ile cisim arası mesafe) azaldığında, $\frac{d_{kc} + d_{ce}}{d_{kc}}$ oranı artar, dolayısıyla gölge boyutu ($h_g$) da artar.
Bu nedenle, cisim ışık kaynağına yaklaştırıldığında ekrandaki gölgenin boyutu büyür.
Cevap B seçeneğidir.
