IŞIĞIN YANSIMASI VE AYNALAR
IŞIĞIN YANSIMASI ve DÜZLEM AYNALAR
ışığın düzgün yansıma sonucu köprü ayaklarının pürüzsüz suda ki görüntü oluşumu. Fotoğraf: Celal DEMİRTAŞ
Saydam ortamda ilerleyen ışık ışınları, bir engele veya bir yüzeye çarpıp saçılmasına yansıma denir. Işığın çarptığı yüzey pürüzsüz ise oluşan yansıma düzgün yansıma, eğer ışığın çarptığı yüzey pürüzlü bir yüzey ise oluşan yansıma dağınık yansıma olarak adlandırılır. Gelen paralel ışık demeti pürüsüz yüzeyde yine paralel bir şekilde yansırken , pürüzlü yüzeyde dağınık yansır.
Düzgün yansıma sonucunda görüntü oluşumu gerçekleşirken, dağınık yansımada ışınlar her tarafa dağılıdığından görüntü oluşumu gerçekleşmez. Dağınık yansıma sonucu her tarafa saçılan ışık ışınları yüzeylere çarparak aydınlanmaya sebep olur ve böylece çevremizdeki cisimleri görürüz.
pürüzsüz yüzeyde düzgün yansıma
pürüzlü yüzeyde dağınık yansıma
Yansıma Yasaları
Şekilde, yüzeye dik çizilen kesikli yardımcı cizgiye yüzeyin normali denir. Gelen ışın ile yüzeyin normali arasındaki açıya gelme açısı, yansıyan ışın ile yüzeyin normali arasındaki açıya yansıma açısı denir.
Gönderilen ışın ister pürüsüz olsun, isterse pürüzlüolsun yansıma kanunlarına uyarak yansır. Yansıma yasası iki kuralla açıklanır.
Gelme Açısı = Yansıma Açısı
DÜZLEM AYNALAR
Düzlem aynada her hangi bir noktanın görüntüsünü çizimle bulabilmek için;
1. Noktasal cisimden en az iki ışını farklı açılarda aynaya gönderilir. Işınlar yansıma kurallarına göre yansıtılır, yansıyan ışınların uzantıları aynanın arkasında kesişir. Bu kesişme noktası cismin görüntüsünün oluştuğu yerdir.
2. Noktasal cisimden aynaya dik bir cizgi çizilir, aynaya kadar cizilen çizginin uzunluğuna eşit uzunlukta, aynı doğrultuda aynanın arkasına çizilen çizginin bittiği yerde görüntü oluşur.
3. Cisim noktasal değilse, cismin uygun yerlerinden en az iki noktasal bölge seçilir. Bu noktalardan düzlem aynaya yukarıda anlatılan her iki yöntemden biri uygulanarak bu noktaların görüntüsü aynanın arkasında bulunur. Noktalar birleştirilerek cismin görüntüsü çizilmiş olur.
Düzlem Aynada Görüntü Özellikleri
1. Görüntünün aynaya uzaklığı cismin aynaya uzaklığı kadardır.
2. Görüntünün boyu cismin boyuna eşittir.
3. Görüntünün yönü cismin yönüyle aynıdır, yani ters değildir.
4. Görüntü sanaldır, bir ekrana veya perdeye düşürülmez. Sinemalardaki projeksiyonla ekrana düşürülen görüntüler gerçek görüntülerdir. Ancak düzlem aynada oluşan görüntü bir ekrana düşürülemediği için sanal yada yalancı görüntüdür.
Gözün aynada gördügü alana görüş alanı denir. Düzlem aynada görüş alanını pratik iki yöntemle bulmak mümkün.
1. Gözden aynanın her iki ucuna iki ışın gönderilir. Aynaya gelen ışınlar yansıma kurallarına göre yansıtılır. Yansıyan ışınlar arasında kalan bölge, gözün aynadaki görüş lanıdır.
2. Gözün ayna düzlemine göre simetrisi alınır. Gözden aynanın her iki ucuna iki ışın gönderilir. Aynanın her iki tarafından devam eden iki ışının arasında kalan bölge, gözün aynadaki görüş alanıdır.
Gözün Düzlem Aynaya Göre Durumu
1. Ekran ile ayna arasındaki göz, aynaya yaklaştığında gözün ekran üzerindeki görüş alanıda büyür. Göz aynadan uzaklaştığında ise ekrandaki görüş alanı küçülür.
2. Aynanın göze yaklaşması ile gözün ekrandaki görüş alanı büyürken, uzaklaşmasıyla görüş alanı küçülür. (Animasyondan dikkat edilirse, aynanın göze ve gözün aynaya aynı oranda yaklaşması veya uzaklaşması görüş alanındaki büyüme ve küçülme oranı her zaman aynı olmamaktadır.)
3. Ayna göz hizasından yatay aşağı doğru hareket ettiğinde görüş alanınada azalma gözlenir.
4. Göz ekran üzerinde iken, aynanın göze yaklaşıp uzaklaşması ve aynanın yatayda ki hareketi gözün ekrandaki görüş alanını değiştirmez.
Bir Kişinin Aynada Tüm Vücudunu Görebilme Durumu
Bir kişinin tüm vücudunu aynada görebilmesi iki şarta bağlıdır.
1. Aynanın boyu(yüksekliği) kişinin boyunun yarısı kadar olması gerekir.
2. Aynanın alt ucunun yerden yüksekliği, kişinin göz hizasının yerden yüksekliğinin yarısı kadar olması gerekir.
Kişinin aynaya yaklaşması veya uzaklaşması durumu etkilemez.
Kesişen Düzlem Aynalar Arasındaki Görüntü Sayısı
Aralarında α açısı bulunan iki düzlem ayna arasında oluşacak görüntü sayısı; n= (360 / α) - 1 bağıntısıyla bulunur.
Cisimlerden çıkan ışınların pürüzsüz yüzeylerde yansıması sonucu görüntü oluştuğunu biliyoruz. Aralarında bir açı oluşturacak şekilde konumlandırılmış aynalar arasında bulunan cisimden çıkan veya yansıyan ışınların aynalarda yansıma sayısı kadar görüntüsü oluşur.
KÜRESEL AYNALAR
Aynalar üzerine düşen ışığın tamamına yakınını yansıttığını biliyoruz. Aynaları düzlem aynalar ve küresel aynalar olmak üzere iki ana grup altında inceleyebiliriz. Küresel aynalarda kendi aralarında çukur ayna ve tümsek ayna olarak iki kısma ayrılır.
Küresel aynaları günlük yaşantımızda bir çok yerde kullanmaktayız. Örneğin; arabaların dikiz aynalarında ve far kısımlarında, uzayı daha yakından incelemek için teleskoplarda, kadınlar makyaj yaparken veya erkekler de traş olurken çukur aynaları ve daha bir çok alanda küresel aynalar kullanılır.
Çukur (Konkav) Aynalar
Küresel aynalar bir küre kapağı şeklinde düşünülür. Küre kapağının iç kısmı yansıtıcı özelliğinde ise, bu tür aynalara çukur aynalar denir. Çukur aynalar ışınları toplayıcı özelliğine sahiptir.
Tepe noktası (T) asal eksen ile çukur aynanın kesiştiği yerdir.
Odak noktası (F) küre merkezi ile tepe noktasının tam ortasının bulunduğu yerdir.
Odak uzaklığı (f) küre yarıçapının yarı uzunluğuna denir.
f = R / 2
Çukur (Konkav) Aynalarda Herhangi Bir Işının İzlediği Yol
Çukur aynaya gelen her hangi bir ışının aynadan yansıdıktan sonre izlediği yolu çizimle iki yolla bulunur.
1. Çukur aynaya gelen ışının aynaya temas ettiği noktaya, merkezden yardımcı bir çizgi çizilir. Merkezden çizilen bu yardımcı çizgi yüzeyin normali olduğundan yansıma kurallarına göre ; gelen ışının normalle yaptığı açı ile yansıyan ışının normalle yaptığı açıya eşit olur prensibinden, ışın yansıyarak yoluna devam eder.
2. Çukur aynaya gelen ışına paralel yardımcı bir çizgiyi merkez noktasından geçecek şekilde çizilir. İkinci bir yardımcı çizgi, odağa dik olacak şekilde çizilir. Yansıyan ışın bu iki yardımcı çizginin kesiştiği noktadan geçecek şekilde çizilir.
Çukur (Konkav) Aynalarda Özel Işınlar
Çukur (Konkav) Aynalarda Görüntü Oluşumu
Tümsek (Konveks) Aynalar
Küresel bir cismin dış yüzeyi parlatılırsa, elde edilen aynaya Tümsek (Konveks) ayna denir. Tümsek aynalar ışığı dağıtıcı özelliğe sahiptir. Bu nedenle tümsek aynalar daha geniş görüş alanına sahiptirler. Bu özelliğiyle Tümsek aynalar, araçların dikiz aynalarında, güvenlik nedeniyle araçların altını kontrol etmede kullanılan aynalarda, riskli kavşaklarda, marketlerde... daha geniş alanı görebilmek için kullanılırlar.
Küresel aynalarda oluşan görüntü, her zaman zahiri (sanal) ve cismin boyundan küçüktür.
Tepe noktası (T) asal eksen ile çukur aynanın kesiştiği yerdir.
Odak noktası (F) küre merkezi ile tepe noktasının tam ortasının bulunduğu yerdir.
Odak uzaklığı (f) küre yarıçapının yarı uzunluğuna denir.
Tümsek (Konveks) Aynalarda Herhangi Bir Işının Çizimi
Tümsek aynaya gelen her hangi bir ışının aynadan yansıdıktan sonre izlediği yolu çizimle iki yolla bulunur.
1. Tümsek aynaya gelen ışının aynaya temas ettiği noktaya, merkezden yardımcı bir çizgi çizilir. Merkezden çizilen bu yardımcı çizgi yüzeyin normali olduğundan yansıma kurallarına göre ; gelen ışının normalle yaptığı açı ile yansıyan ışının normalle yaptığı açıya eşit olur prensibinden, ışın yansıyarak yoluna devam eder.
2. Tümsek aynaya gelen ışına paralel yardımcı bir çizgiyi merkez noktasından geçecek şekilde çizilir. İkinci bir yardımcı çizgi, odağa dik olacak şekilde çizilir. Yansıyan ışın bu iki yardımcı çizginin kesiştiği noktadan geliyormuş gibi çizilir.
Tümsek (Konveks) Aynalarda özel Işınlar
Tümsek (Konveks) Aynalarda Görüntü Oluşumu
Küresel Aynalarda Bağıntılar
Çukur Aynada Kullanılan Bağıntılar
Tümsek Aynada Kullanılan Bağıntılar