Bir ışık kaynağı, opak bir cisim ve bir ekran kullanılarak tam gölge oluşturuluyor. Tam gölgenin boyutunu küçültmek için aşağıdakilerden hangisi yapılmalıdır?
A) Işık kaynağını cisme yaklaştırmak.
B) Cismi ışık kaynağından uzaklaştırmak.
C) Ekranı cisimden uzaklaştırmak.
D) Daha büyük bir opak cisim kullanmak.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Tam gölge oluşumu, ışığın doğrusal yolla yayıldığını ve opak (ışık geçirmeyen) bir cisim tarafından engellendiğini gösteren temel bir optik olayıdır. Bir ışık kaynağından çıkan ışınlar, opak bir cisme çarptığında cismin arkasında ışık almayan bir alan oluşturur. Bu alan, bir ekran üzerine düşürüldüğünde tam gölge olarak görünür.
Tam gölgenin boyutunu etkileyen temel faktörler, ışık kaynağının boyutu (noktasal kabul edildiğinde), opak cismin boyutu ve bu üç bileşenin (ışık kaynağı, cisim, ekran) birbirine olan uzaklıklarıdır. Gölgenin boyutunu küçültmek için bu faktörleri nasıl değiştirmemiz gerektiğini adım adım inceleyelim:
- Gölgenin oluşumu ve boyutu: Bir noktasal ışık kaynağından çıkan ışınlar, opak cismin kenarlarından teğet geçerek ekran üzerine düşer. Bu teğet geçen ışınlar, gölgenin sınırlarını belirler. Işık kaynağı ile cisim arasındaki uzaklık, cisim ile ekran arasındaki uzaklık ve cismin boyutu, gölgenin boyutunu doğrudan etkiler. Temel olarak, ışık kaynağına ne kadar yakın olursak, gölge o kadar büyük olur; ışık kaynağından ne kadar uzak olursak, gölge o kadar küçük olur.
- A) Işık kaynağını cisme yaklaştırmak: Eğer ışık kaynağını cisme yaklaştırırsak, ışık ışınları cismin kenarlarından daha geniş bir açıyla yayılır. Bu durum, cismin arkasında daha geniş bir alana ışık düşmesini engeller ve dolayısıyla ekranda oluşan tam gölgenin boyutunu büyütür. Bu, istediğimizin tersidir.
- B) Cismi ışık kaynağından uzaklaştırmak: Cismi ışık kaynağından uzaklaştırdığımızda, ışık ışınları cismin kenarlarından daha dar bir açıyla yayılır. Bu, cismin arkasında daha küçük bir alana ışık düşmesini engeller ve ekranda oluşan tam gölgenin boyutunu küçültür. Bu, istediğimiz durumdur.
- C) Ekranı cisimden uzaklaştırmak: Ekranı cisimden uzaklaştırdığımızda, cismin kenarlarından geçen ışık ışınları ekrana ulaşana kadar daha fazla yol kat eder ve bu sırada daha fazla yayılır (açılır). Bu yayılma, ekranda oluşan tam gölgenin boyutunu büyütür. Bu da istediğimizin tersidir.
- D) Daha büyük bir opak cisim kullanmak: Daha büyük bir opak cisim kullanmak, ışık ışınlarının daha geniş bir alandan engellenmesine neden olur. Doğal olarak, bu durum ekranda oluşan tam gölgenin boyutunu büyütür. Bu da istediğimizin tersidir.
Yukarıdaki açıklamalara göre, tam gölgenin boyutunu küçültmek için yapılması gereken işlem, cismi ışık kaynağından uzaklaştırmaktır.
Cevap B seçeneğidir.
