Güneşli bir günde dışarıda yürüyen bir öğrencinin gölgesinin boyu gün içinde değişiklik gösterir.
Gölge boyunun gün içinde değişmesi, ışığın hangi özelliği ile ilişkili değildir?
A) Işığın doğrusal yayılması.
B) Işık kaynağının konumu.
C) Cismin opak olması.
D) Işığın renkleri ayırması.
Sevgili öğrenciler, bu soru gölge oluşumu ve gölge boyunun gün içinde neden değiştiğiyle ilgili temel fizik prensiplerini anlamamızı istiyor. Gölge, ışığın bir cisim tarafından engellenmesiyle oluşan karanlık alandır. Gölge boyunun gün içinde değişmesinin ana nedeni, ışık kaynağının (Güneş'in) konumunun değişmesidir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Işığın doğrusal yayılması: Işık, boşlukta ve saydam ortamlarda doğrusal bir yol izler. Gölgenin keskin kenarlara sahip olması ve belirli bir şekil alması, ışığın bu doğrusal yayılma özelliğinden kaynaklanır. Eğer ışık doğrusal yayılmasaydı, gölgeler belirsiz ve şekilsiz olurdu. Gölge boyunun değişimi de bu doğrusal yayılan ışığın geliş açısıyla ilgilidir. Dolayısıyla, bu özellik gölge oluşumu ve boyunun değişimi ile ilişkilidir.
- B) Işık kaynağının konumu: Gün içinde Güneş'in gökyüzündeki konumu sürekli değişir. Sabah ve akşam saatlerinde Güneş ufka yakın olduğu için ışınlar daha eğik bir açıyla gelir ve cisimlerin gölgeleri uzun olur. Öğle saatlerinde ise Güneş tepede olduğu için ışınlar daha dik açıyla gelir ve gölgeler kısalır. Gölge boyunun gün içinde değişmesinin temel nedeni ışık kaynağının (Güneş'in) konumunun değişmesidir. Dolayısıyla, bu özellik gölge boyunun değişimi ile ilişkilidir.
- C) Cismin opak olması: Gölge oluşumu için ışığı geçirmeyen (opak) bir cisme ihtiyaç vardır. Eğer cisim saydam olsaydı ışığı geçirir ve gölge oluşmazdı. Yarı saydam cisimler ise yarı gölge oluşturur. Bir öğrencinin vücudu opak olduğu için ışığı engeller ve gölge oluşturur. Bu özellik gölgenin varlığı için zorunludur. Dolayısıyla, bu özellik gölge oluşumu ve boyunun değişimi ile ilişkilidir.
- D) Işığın renkleri ayırması: Işığın renkleri ayırması (dispersiyon), beyaz ışığın bir prizmadan geçerken veya su damlacıkları tarafından kırılarak farklı renklere ayrılması olayıdır (örneğin gökkuşağı oluşumu). Bu özellik, ışığın dalga boylarına göre farklı kırılma indislerine sahip olmasıyla ilgilidir. Ancak, bir cismin gölgesinin boyunun uzaması veya kısalması, ışığın renk spektrumuna ayrılmasıyla doğrudan bir bağlantısı yoktur. Gölge boyu, ışığın doğrusal yayılması, ışık kaynağının konumu ve cismin opaklığı gibi faktörlere bağlıdır. Dolayısıyla, bu özellik gölge boyunun değişimi ile ilişkili değildir.
Yukarıdaki açıklamalar ışığında, gölge boyunun gün içinde değişmesiyle ilişkili olmayan özelliğin ışığın renkleri ayırması olduğu açıktır.
Cevap D seçeneğidir.
