10. Sınıf Fizik Aydınlatma ve Gölge

Ay tutulması sırasında Ay'ın görünmemesinin temel sebebi nedir?

Çözüm: Ay tutulması, Dünya'nın Güneş ile Ay arasına girmesi ve Dünya'nın tam gölge konisinin Ay'ı kapatmasıyla oluşur.

Işık şiddeti I olan bir kaynağın karşısındaki levha, kaynaktan uzaklaştırılırsa; I. Levha üzerindeki aydınlanma şiddeti azalır. II. Levha üzerine düşen toplam ışık akısı azalır. III. Kaynağın toplam ışık akısı değişmez. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Uzaklık arttıkça E=I/d² uyarınca aydınlanma azalır. Levha uzaklaşınca kapsadığı katı açı küçüldüğü için üzerine düşen akı azalır. Ancak kaynağın toplam akısı (4πI) kaynağa bağlıdır, değişmez.

Bir sokak aydınlatma projesinde, lambaların zeminde daha geniş bir alanı aydınlatması isteniyor. Bunun için mühendisler; I. Lambaların yerden yüksekliğini artırmalı, II. Lambaların ışık şiddetini artırmalı, III. Lambaların üzerine ışığı dağıtan armatürler takmalı. önerilerinden hangilerini değerlendirebilir?

Çözüm: Yükseklik artışı aydınlanan alanı genişletir (şiddeti azaltsa da). Işık şiddeti artışı uzak bölgelerin de aydınlanmasını sağlar. Armatürler ise ışığı yönlendirerek homojen dağılım sağlar.

Pinhole (iğne deliği) kamerası ile ilgili; I. Görüntü terstir. II. Işığın doğrusal yolla yayıldığını ispatlar. III. Deliğin büyümesi görüntünün netliğini artırır. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Karanlık kutu düzeneğinde ışık doğrusal yayıldığı için görüntü ters oluşur. Delik büyürse görüntü bulanıklaşır (netlik azalır) çünkü tek bir noktadan değil birçok noktadan ışık girer.

Yarıçapı 1 metre olan bir kürenin merkezine 100 kandela şiddetinde bir kaynak konulursa, küre yüzeyindeki aydınlanma şiddeti kaç lüks olur?

Çözüm: Küre yüzeyindeki aydınlanma E = I / r² formülüyle bulunur. E = 100 / 1² = 100 lüks.

Aydınlanma şiddeti (E) birimi aşağıdakilerden hangisidir?

Çözüm: Işık şiddeti birimi Kandela (cd), Işık akısı birimi Lümen (lm), Aydınlanma şiddeti birimi ise Lüks (lx) tür.

Bir odada tek bir ampul yanarken oluşan gölgelerin kenarlarının çok keskin olduğu, ancak yanına ikinci bir ampul eklendiğinde gölge kenarlarının bulanıklaştığı gözleniyor. Bu bulanık bölgeye ne ad verilir?

Çözüm: Yarı gölge, ışık kaynaklarından en az birinden ışık alıp diğerinden almayan bölgedir ve tam gölgeye göre daha aydınlık (bulanık) görünür.

Bir fotoğraf stüdyosunda modelin yüzündeki sert gölgeleri yumuşatmak ve daha doğal bir görüntü elde etmek isteyen bir fotoğrafçı; I. Noktasal ışık kaynağı kullanmalı, II. Geniş yüzeyli (softbox) ışık kaynağı kullanmalı, III. Işık kaynağını modelden uzaklaştırmalı. işlemlerinden hangilerini yapmalıdır?

Çözüm: Sert gölgeler noktasal kaynaklardan oluşur. Gölgeyi yumuşatmak için yarı gölge alanını artırmak gerekir, bu da küresel/geniş (softbox) kaynaklarla sağlanır.

Noktasal bir ışık kaynağı, küresel bir engel ve bir perde düzeneğinde; perde engelden uzaklaştırılırsa tam gölge alanı nasıl değişir?

Çözüm: Noktasal kaynakta perdenin uzaklaşması, engelden çıkan ışınların daha geniş bir alana yayılmasına neden olur, bu da gölgeyi büyütür.

Bir yüzeye düşen ışık akısı miktarı; I. Işık kaynağının şiddetine, II. Yüzeyin kaynağa olan uzaklığına, III. Işınların yüzeye geliş açısına niceliklerinden hangilerine bağlıdır?

Çözüm: Belli bir yüzeye düşen akı (Φ), o yüzeyin gördüğü katı açıya, kaynak şiddetine ve yüzeyin eğimine bağlıdır. Mesafe arttıkça yüzeye isabet eden ışın sayısı (akı) azalır.

Küresel bir ışık kaynağı ve küresel opak bir engel kullanılarak perde üzerinde gölge oluşturuluyor. Kaynak engelden daha büyük olduğuna göre, perde üzerinde hangi gölge türleri oluşabilir?

Çözüm: Küresel (geniş) ışık kaynakları, engelin arkasında hem hiç ışık almayan tam gölgeyi hem de kaynağın bir kısmından ışık alan yarı gölgeyi oluşturur.

Bir kütüphanede ders çalışan Elif, masadaki aydınlanma şiddetinin yetersiz olduğunu fark ediyor. Elif'in masadaki aydınlanma şiddetini artırmak için; I. Işık kaynağının şiddetini (I) artırmak, II. Işık kaynağını masaya yaklaştırmak, III. Işık kaynağının masaya dik gelmesini sağlamak işlemlerinden hangilerini yapması tek başına etkili olur?

Çözüm: Aydınlanma şiddeti E = (I/d²) * cosθ formülü ile hesaplanır. Kaynak şiddeti (I) artarsa E artar. Mesafe (d) azalırsa E artar. Işığın dik gelmesi (cosθ'nın 1 olması) aydınlanmayı maksimum yapar.

Işık şiddeti 40 cd olan bir kaynak, bir yüzeye 2 metre uzaklıktadır. Işınlar yüzey normali ile 60 derece açı yapacak şekilde geliyorsa, yüzeydeki aydınlanma şiddeti kaç lüks olur? (cos60 = 0,5)

Çözüm: E = (I / d²) * cosθ = (40 / 2²) * 0,5 = (40 / 4) * 0,5 = 10 * 0,5 = 5 lüks.

Küresel bir ışık kaynağının önüne kendisinden daha küçük küresel bir engel konuluyor. Perde üzerinde hiç tam gölge oluşmaması için; I. Perdeyi engelden uzaklaştırmak, II. Kaynağı engele yaklaştırmak, III. Engeli kaynağa yaklaştırmak işlemlerinden hangileri yapılabilir?

Çözüm: Kaynak engelden büyükse, tam gölge konisi engelin arkasında bir noktada biter. Perde bu noktanın ötesine çekilirse tam gölge oluşmaz, sadece yarı gölge oluşur.

Bir sokak lambasının tam altında duran bir çocuğun boyu h, gölgesinin boyu sıfırdır. Çocuk lambadan doğrusal olarak uzaklaşırken gölge boyunun değişimi hakkında ne söylenebilir?

Çözüm: Işık kaynağına yaklaştıkça gölge boyu küçülür, uzaklaştıkça büyüklük ve açı değişiminden dolayı gölge boyu artar.

İki adet noktasal ışık kaynağı ve bir top perde önüne yerleştiriliyor. Perdede oluşan tam gölge alanını artırmak için; I. Kaynakları birbirine yaklaştırmak, II. Kaynakları topa yaklaştırmak, III. Perdeyi toptan uzaklaştırmak işlemlerinden hangileri yapılabilir?

Çözüm: Tam gölge, her iki kaynaktan da ışık almayan bölgedir. Kaynakları topa yaklaştırmak veya perdeyi uzaklaştırmak konik gölge bölgesini büyüterek tam gölge alanını artırır.

Saydam, yarı saydam ve opak maddelerle ilgili; I. Cam saydam bir maddedir. II. Buzlu cam yarı saydam bir maddedir. III. Tahta opak bir maddedir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Işığı geçirenler saydam, bir kısmını geçiren ve dağıtanlar yarı saydam, hiç geçirmeyenler opaktır.

Işık akısı (Φ) ile ilgili; I. Birimi lümendir. II. Kaynağın ışık şiddeti ile doğru orantılıdır. III. Kaynaktan birim zamanda çıkan toplam ışık enerjisinin bir ölçüsüdür. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Işık akısı, bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı toplam ışık miktarını temsil eder. Φ = 4πI formülü ile şiddetle doğru orantılıdır.

Karanlık bir odada noktasal bir ışık kaynağı ve önüne yerleştirilen opak bir küresel engel ile bir perde üzerinde tam gölge oluşturuluyor. Perdede oluşan tam gölgenin alanını küçültmek için aşağıdakilerden hangisi yapılmalıdır?

Çözüm: Gölge boyu, kaynağın engele olan uzaklığı ve engelin perdeye olan uzaklığı ile ilgilidir. Engeli perdeye yaklaştırmak veya kaynağı engelden uzaklaştırmak gölgeyi küçültür.

Ameliyathanelerde kullanılan lambaların çok sayıda küçük ışık kaynağından oluşmasının temel amacı nedir?

Çözüm: Çok sayıda kaynaktan gelen ışık, bir engelin arkasındaki karanlık bölgeleri (tam gölgeyi) diğer açılardan aydınlatarak yok eder ve sadece hafif yarı gölgeler bırakır.

Güneşli bir günde, yere dik dikilen bir çubuğun gölge boyu saat 12:00'de en küçük değerini alırken, akşama doğru gölge boyu uzar. Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

Çözüm: Işık kaynağı ne kadar tepedeyse (dik geliyorsa) gölge o kadar küçük olur. Işık kaynağı ufka yaklaştıkça (açı daraldıkça) gölge boyu uzar.

Yarıçapları r ve 2r olan K ve L kürelerinin merkezlerine ışık şiddetleri sırasıyla I ve 2I olan noktasal kaynaklar yerleştirilmiştir. Buna göre, kürelerin tüm iç yüzeylerindeki toplam ışık akıları (ΦK / ΦL) oranı kaçtır?

Çözüm: Toplam ışık akısı Φ = 4πI formülü ile bulunur ve kürenin yarıçapına bağlı değildir. ΦK = 4πI, ΦL = 4π(2I) olduğundan oran 1/2 olur.

Bir fotometre düzeneğinde, yağ lekesinin görünmemesi ne anlama gelir?

Çözüm: Fotometrelerde yağ lekesi, her iki taraftan gelen aydınlanma şiddeti (E1 = E2) eşitlendiğinde görünmez hale gelir.

Aşağıdaki olaylardan hangisi ışığın tanecik modelinden ziyade sadece doğrusal yolla yayıldığını doğrudan kanıtlar?

Çözüm: Gölge oluşumu, ışığın engelleri aşamadığını ve doğrusal bir yol izlediğini gösteren en temel optik olayıdır.

Güneş tutulması olayı ile ilgili; I. Ay, Dünya ile Güneş arasındadır. II. Işığın doğrusal yolla yayıldığının bir kanıtıdır. III. Dünya üzerinde sadece belirli bir bölgede tam gölge oluşur. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Güneş tutulmasında Ay ortadadır ve gölgesi Dünya üzerine düşer. Bu olay ışığın doğrusal yayılmasının sonucudur ve sadece Ay'ın tam gölgesinin düştüğü dar bir alanda tam tutulma gözlenir.