Gölge nedir? Tam gölge ve yarı gölge nasıl oluşur?

Gölge, ışık ışınlarının yolları üzerindeki saydam olmayan bir engel nedeniyle ulaşamadıkları alana denir. Bir ışık kaynağından çıkan ışınların saydam olmayan bir cisimle karşılaşmaları durumunda ışık cismin arkasına geçemez, böylece cismin arkasında gölgesi oluşur. Tam gölge ve yarı gölge diye iki doğa olayı var, bunları da bu yazıda inceleyeceğiz.

Aşağıdaki resim, bir bardağı, güneş gören bir pencerenin önüne koyup çektiğim bir fotoğraf. Bardağın gölgesinin zeminde oluştuğuna dikkat edin.

Gölge nedir nasıl oluşur? Yerdeki bardağın gölgesi

Aşağıdaki resimde aynı bardağı bu kez yere koymadım elimde tuttum. Bu sefer bardağın gölgesi duvarda oluştu. Oluştuğu yerler farklı olsa da her iki resimdeki ortak özellik gölgenin karanlık olması.

Bardağın gölgesi duvarda oluşuyor

Bardağın gölgesinin oluşmasının nedeni, bardağın güneşten gelen ışığı arkasına geçirmemesi. Çünkü bu bardak seramik, yani saydam olmayan (opak) bir malzemeden yapılmış. Şimdi sorayım, ya bardak cam gibi saydam bir malzemeden yapılmış olsaydı, o zaman gölgesi oluşur muydu? Yorumlarda cevabınızı bekliyorum.

Tam gölge nedir ve nasıl oluşur?

Işık kaynağından gelen ışınların tamamının cisim tarafından durdurulduğu, hiçbirinin cismin arkasına düşmediği durumda tam gölge oluşur. Bu durumda cismin arkası tamamen karanlık olur. Yalnızca tam gölge noktasal bir ışık kaynağının kullanılmasıyla oluşur. Aşağıdaki fotoğraf yaptığımız bir deneyi gösteriyor. Bir pinpon topuna ip geçirip bir kutunun tavanından sarkıttık. Sonra telefonun flaşını ışık kaynağı olarak kullandık ve pinpon topunun tam gölgesini elde ettik.

Tam gölge deneyi

Şimdi de bu fotoğrafın şemasını çizelim, ışık ışınlarının pinpon topu tarafından nasıl engellendiğini görelim.

Tam gölge noktasal ışık kaynağıyla nasıl oluşur

Yukarıdaki resimde bir noktasal ışık kaynağının önüne saydam olmayan küresel bir cisim yerleştirilmiş, cismin arkasına da bir ekran konulmuş. Işık kaynağından çıkan ışınlar her yöne yayılıyor. Ancak cisme denk gelen ışınlar engelleniyor. Işık kaynağından cismin altına ve üstüne doğru çizilen iki ışın, kaynaktan ekrana ulaşabilen ışınların kaldığı bölgeyi belirliyor. Cismin engellediği bölge ise tam gölge oluyor, yani tamamen karanlıkta kalıyor. Gölgenin büyüklüğüyle ışık kaynağının cisme uzaklığına dikkat etmelisiniz. Şimdi soralım, şu sorulara yorumlarda cevabınızı yazabilirsiniz:

  1. Cisim ve perde arasındaki mesafe aynı kalmak kaydıyla, noktasal ışık kaynağını cisme yaklaştırırsak gölgesi büyür mü yoksa küçülür mü? Peki ya kaynağı uzaklaştırırsak gölge büyür mü küçülür mü?
  2. Işık kaynağı ile cisim arasındaki sabitken perdeyi uzaklaştırırsak gölge büyür mü küçülür mü?
  3. Noktasal bir ışık kaynağı için gölgenin büyüklüğü her zaman cismin büyüklüğünden büyük müdür? Eşit veya küçük olabilir mi?

Gölge büyüklüğü karşılaştırma

Yukarıdaki resim yine yaptığımız bir başka deneyi (aslında gözlemi) gösteriyor. Bu kez iki pinpon topu kullandık. Öndeki (bize yakın olan) pinpon topu biraz daha yukarıda, arkadaki biraz daha aşağıda. Kutunun arkasındaki ekranda gördüğümüz gölgelerin sizce hangisi hangisine ait? Büyük olan gölge öndeki pinpon topunun mu yoksa arkadakinin mi?

Yarı gölge nedir ve nasıl oluşur?

Yarı gölgeyi anlamak için saydam olmayan bir cismin birden fazla noktasal ışık kaynağıyla aydınlatıldığı durumları incelemeliyiz. Önce iki noktasal ışık kaynağıyla başlayalım. Aşağıdaki fotoğrafta yaptığımız bir başka deneyde iki telefonun flaşını iki noktasal ışık kaynağı olarak kullanıyoruz. Topun iki gölgesinin oluştuğunu ve bunların kesişiminde daha koyu bir karanlığın olduğunu görüyoruz.

Tam gölge ve yarı gölge deneyi

Şimdi bu durumun da şemasını çizelim.Fotoğrafa üstten bakıyoruz bu şemada. Aşağıdaki resimde cisme eşit mesafede iki noktasal ışık kaynağı gösteriliyor. Her ışık kaynağı için sınırları belirleyen ışınları kürenin altına ve üstüne çizdiğimizde, cismin iki gölgesinin oluştuğunu görüyoruz. Eğer bu noktasal ışık kaynaklarının yalnızca birini ya da diğerini kullansaydık bu gölgeler tam gölge olacaktı. Ama ikisini birden kullandığımız için, birinci ışık kaynağı ikinci kaynağın oluşturduğu gölgenin bir kısmını aydınlatıyor. İkinci kaynak da birincinin oluşturduğu gölgenin bir kısmını aydınlatıyor. Bu bölgeler tamamen karanlık olmuyor. İşte bu kısmen karanlık olan bölgelere yarı gölge diyoruz. Resimde gri olarak gösterilen alanlar yarı gölge.

Yarı gölge iki noktasal ışık kaynağıyla oluşturuluyor

Ama iki noktasal ışık kaynağı kullandığımızda yalnızca yarı gölge oluşmuyor, iki gölgenin kesişiminde bir de tam gölge oluşuyor. Çünkü bu kesişim bölgesi iki kaynaktan da ışık almıyor, tamamen karanlıkta kalıyor. Ayrıca noktasal ışık kaynaklarının cisme eşit mesafede olması gerekmiyor. Aşağıdaki resimde cisimden farklı uzaklıktaki iki noktasal ışık kaynağının oluşturduğu tam gölge ve yarı gölge gösteriliyor.

İki noktasal ışık kaynağı farklı mesafede hem tam hem de yarım gölge oluşturuyor

Yine tam gölgenin iki noktasal ışık kaynağının kesişim bölgesinde olduğunu görüyoruz. Uzaktaki kaynağın ışığının yakındaki kaynağın oluşturduğu gölgenin bir kısmını aydınlattığını ve bu bölgelerde yarı gölge oluştuğunu fark etmiş olmalısınız.

Küresel ışık kaynağı ile gölge oluşumu

Buraya kadar noktasal ışık kaynaklarının oluşturduğu gölgeyi incelemiştik. Şimdi küresel bir ışık kaynağının oluşturduğu gölgeye bakalım. Küresel bir ışık kaynağını bir sürü noktasal ışık kaynağının bir arada toplanmış hali olarak düşünebiliriz. Aşağıdaki resimde bir küresel kaynağın sadece en üst ve en alt bölgelerinde sanki birer noktasal ışık kaynağı varmış gibi hayal ediyoruz.

Küresel ışık kaynağı ile de hem tam hem yarım gölge oluşturuluyor

Küresel kaynağın farklı bölgelerinden gelen ışınlar, diğer bölgelerin oluşturduğu gölgeyi kısmen aydınlattığı için dış kısımda bir yarı gölge oluştuğunu görüyoruz. Ama küresel kaynağın hiç aydınlatamadığı bir bölge var, burada tam gölge oluşuyor.

Gölge ile ilgili kazanımlar

2017 – 10.4.2.1. Saydam, yarı saydam ve saydam olmayan maddelerin ışık geçirme özelliklerini açıklar.

  • Gölge ve yarı gölge ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
  • Öğrencilerin gölge ve yarı gölge alanlarını çizmeleri ve açıklamaları sağlanır.

“Gölge nedir? Tam gölge ve yarı gölge nasıl oluşur?” üzerine 11 yorum

  1. Bardak saydam olsaydı gölge oluşmadı hocam.ışik arkaya olduğu gibi geçerdi
    Öyle değil mi??

    Cevapla
  2. Çok iyi reis: ben de cevizle yaptım deneyleri
    1- cisim Işık kaynağına yaklaşırsa ışığın görüş alanını kapatıyor böylece gölge büyüyor.
    2- perdeyi uzaklaştırmak görüntüyü büyüttü, yakınlaşınca ceviz hacim gölge oluştu (dairesinde)
    3-perde hareketinde cismin görüntüsü en küçük hali cismin dairesi alanına eşit oluyor.boyuna.
    4-ışık kaynağı ve cismin hareketinde ise görüntü kör nokta olana kadar büyür (karanlık)yakınlaşması.

    Cevapla
  3. Herşey doğru tek birsey yanlis matamatiksel bir yöntemi var … küresel bir işik tan bahsedelim cisim kalinligi ni milim cinsinden mesafe atiyorm 30 milim e bölelm sonra cikan rakami işik boyutuyla carparsanz yari gölge hesaplamasinin kontrastini bulursunuz biz bu hesaplamayi radyografi alaninda tahribatsiz muayinede kullaniyorz

    Cevapla
    • Cisim kalinligi 10mm diyelim mesafe 500mm’e bölüyorz çikan rakami işiğin boyutuyla 2.3mm diyelm carpiyorz yari gölgenin kontrastini buluyorz

      Cevapla
  4. Karanlık madde tarafından üretilen ya da zaten ışık devresinin aslında bir cisme temas etmesinden sonra bir iş yaparak tamamen nötralize bir devre oluşturup tekrar karanlık maddeye geri dönüp devreye tamamlaması diye tanımlıyorum.Yani bütün cisimlerin arkasında oluşan gölge aslında karanlık enerjinin kendisidir.Fakat ışık tarafından aydınlatıldığı için biz onu biraz gri tonlarda görebiliyoruz.Evet karanlık enerji aslında evlerimizin içine kadar girmiştir.Evrende %74’lük bir alanı kaplayan karanlık enerjiden bahsediyorum.Bu karanlık madde her yere sızmış ve her madde ile girift olmuştur.Bize düşen onu aydınlatmak.Aydınlatıyoruz ama lambayı kapatır kapatmak aynı ışık hızında odayı doldurduğunu görüyoruz.Lambayı açtığımızda tekrar aydınlanıyor fakat biz onu halen cisimlerin arkasında gölge hali ile görebiliyoruz.O orada aslında bir yere gittiği yok sadece aydınlanıyor ve cisimlerin arkasında saklanıyor.Aslında bu bir saklanma değil o zaten orada ve evrenin her noktasında aynı durumu sergiliyor.Çünkü o bir neutral devre.Neutral devre oluşmadan hiçbir elektrikli alet çalışmaz.Neutral devre oluşmadan hiçbir bitki yetişmez ve ağaçlar ve canlılar da öyle.Hatta bu devre oluşmadan hiçbir gezegen dönüş yapamaz.Yani dünyamızın ve gezegenlerin dönmesini sağlayan şey aslında ışığın kendisidir.Fakat ışık her zaman elektriksel bir devre takip eder.Neutral devre yoksa devre eksik kalır.Yani elektronlar ve protonlar hareket eder ve bir cisme temas eder ve orada kalırlar çünkü bir direnç ile karşılaşmıştır fakat bu direnci geçmek için fotonlardan yararlanır.Foton cismi geçerken o cismin direnmesi sonucunda cisim üzerinde ısınma meydana gelir işte tam o esnada elektronlar da o cisim üzerinde hareket eder ve enerjisini tüketerek söner ve nötronlara dönüşür bundan sonra nötron devresi oluşur.Bu nötron devresinde ışık yoktur sadece sönük ve siyah renklidir.İşte bu karanlık enerjinin kendisini oluşturur.Siyah bir renk alan nötronlar karanlık maddeye doğru hareket eder.Karanlık maddeye ulaştığında ışık meydana getirdiği devreyi tamamlar.Aslında biraz uçuk oldu çünkü bilim dünyası henüz böyle bir açıklama yapmadı ve karanlık enerjiler üzerindeki çalışmalar henüz test aşamasındadır.

    Cevapla

Yorum yapın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.