OPTİK-1

IŞIK

     Işık radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar değişen elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Gözümüz bu spektrumun görünür ışık dediğimiz sadece7000 A ile 4000 A dalgaboy’a ait kısmını görür. Saniyede 3.108 m yol alan ışık tarih süreci içinde ilk önce dalga yapısında olduğu bilim adamlarınca yorumlanmıştı. Ancak 19.yy ikinci yarısından sonra modern fiziğin gelişmesiyle ışığın tanecik karakterli olduğu savunuldu. Nitekim yapılan bazı deneyler ışığın dalga karakterinde olduğunu ortaya koyarken, bazı deneylerde tanecikli yapıda olduğunu destekliyordu. Son süreçte varılan sonuç ışığın, hem dalga hem de tanecikli özelliği gösteren foton adı verilen çok küçük enerji paketçiklerinden oluştuğu yönündedir.

AYDINLANMA.

     Genel anlamda foton üreten kaynaklara ışık kaynağı denir. Güneş, mum alevi, lambalar… ışık kaynaklarıdır. Aydınlanma ışık kaynaklarından çıkan fotonların bir yüzeyde oluşturduğu etkisidir. O zaman yüzeye düşen foton miktarı aydınlanmanın ölçüsünü belirler. Ortamdaki foton miktarı artıkça çok aydınlık oldu veya ortamdaki foton miktarı azaldıkça loş (aydınlık miktarının azlığı anlamına gelen) oldu deriz. Görüldüğü gibi aydınlanma miktarı direk foton sayısıyla orantılı olduğu ortaya çıkmaktadır.

Işık Şiddeti (I):Bir ışık kaynağının ışık şiddeti, birim zamanda yaydığı ışık enerjisinin bir ölçüsüdür. Birimi candela (cd) dir.

     Plâtinin ergime sıcaklığında (1760 °C) bulunan siyah bir cismin 1 cm2 lik yüzeyinin, kendisine dik olan bir doğrultuda verdiği ışık şiddetinin 1/160 değerine 1 candela denir.

Işık Akısı (Φ): Bir kaynaktan birim zamanda çıkan ışık miktarına denir. Birimi lümen (lm) dir.

     Yarıçapı"r" olan bir kürenin iç yüzey alanı 4πr2 dir. Yarıçapı r = 1 m olan kürenin merkezindeki 1 cd şiddetindeki ışık kaynağının yayacağı toplam ışık akısı 4π lümendir."Ι" şiddetindeki ışık kaynağının yayacağı toplam ışık akısı ise; “Ф = 4πI” şeklinde ifade edilir.

Lümen: Işık şiddeti 1 cd olan noktasal bir kaynaktan 1 m uzakta, ışınlara dik olarak yerleştirilmiş 1 m2 lik yüzeye gelen ışık akısıdır.

Aydınlanma Şiddeti (E): Birim yüzeye dik olarak düşen ışık akısı miktarına denir. Birimi Lüx (lx) tür. Işık kaynağından çıkan toplam ışık akısı “Φ” ve akının düştüğü alan "A" ise, bu yüzeydeki aydınlanma şiddeti;

E= Φ/A olur. Işık kaynağı küre merkezinde ise;

E= 4πI / (4πr2 ) = I / r2 olur. (lüx = lümen / m2 = candela / m2 )

Özellikler

1.

aydınlanma

E = I / d2

aydınlanma

E = (I / d2)cosα

     1. Işık kaynağı noktasal ise, düzlemsel yüzeyin “O” noktası etrafında oluşacak aydınlanma, uzaklığa ve ışığın yüzeyin normali ile yaptığı açıya göre azalır veya artar.

aydınlanma

2.

Responsive image

     Işık demetleri birbirine paralel ise, ışık demetlerine dik tutulan ekranın konumu değişse bile yüzeyindeki aydınlanma değişmeyecektir.

3.

aydınlanma
  • 1.Durumda yüzey (ekran) ışık demetlerine dik olduğunda, yüzeye maksimum akı düşeceğinden aydınlanma da maksimum olur.
  • 2.Durumda yüzey ışık demetleri ile bir açı yapacak şekilde konumlandırılırsa, yüzeye düşecek ışık demeti dolayışısla akı miktarı azalacağından aydınlanma miktarı da azalır.
  • Yüzey 3.durumdaki gibi yani ışık demetleri ile paralel konumlandırılacak olursa yüzeye ışık demetleri düşmeyecek dolaysıyla akı miktarı sıfır olacak ve yüzeyde aydınlanma olmayacak.
  • FOTOMETRE

    fotometre

         Fotometreler ışık şiddeti bilinmeyen ışık kaynaklarınıı bulmak için kullanılan düzeneklerdir. Düzeneğin çalışma prensibi şöyledir; Ortasında yağ lekesi bulunan bir kağıt perdenin (ekranın) bir tarafına ışık şiddeti bilinen ışık kaynağı, diğer tarafına ışık şiddetini bulmak istediğimiz ışık kaynağı konulur. Perde veya kaynaklar ileri geri hareket ettirilir. Perdenin her iki yüzeyinde aydınlanma şiddeti eşit olduğu anda yağ lekesi görünmez olur.

    şekildeki gibi yüzeydeki aydınlanmalar bir birine eşitse;
    E1 = E2
    I1 / d12 = I2 / d22
    olur.

    IŞIK BASINCI

    crookes radyometresi

         Bir cisim bir yüzeye çarptığı zaman yüzeye de bir itme, dolayısıyla bir basınç oluşturur. Buna benzer hareket halindeki çok küçük gaz moleküllerinin kabın çeperlerine çarparak basınç oluşturur . Aynı şekilde ışık taneciklerinin yüzeylere çarparak bir basınç oluşturması yapılan deneylerle ispatlanmıştır. Ancak bu basının etkisi son derece küçüktür.

         Hafif bir değirmen olarak da bilinen Crookes radyometresi kısmi bir vakum içeren hava geçirmez bir cam ampulden oluşur. İçinde bir mil üzerine monte edilmiş bir dizi kanat bulunur. Kanatların bir yüzeyi beyaz diğer yüzeyi siyaha boyanmıştır. Kanatlar, ışığa maruz kaldıklarında döner. Dönmenin nedeni, kanatlara çarpan ışık taneciklerinin bir basınç etkisi oluşturmasıdır.

    .
    .