Bir ışık kaynağından çıkan ışınların saydam olmayan bir cisim tarafından engellendiğinde cismin gölgesinin oluştuğunu öğrenmiştik. Peki yansıma nedir? Işığın madde ile etkileşmesinin bir yolu da yansıma olayıdır. Saydam bir cismin üzerine gelen ışık ışınları cismin diğer yanına geçer. Saydam olmayan bir yüzeye gelen ışığın ise bir kısmı soğrulur (emilir), bir kısmı da seker ve yön değiştirir. İşte, bir ışık kaynağından çıkan ışınların bir yüzeye çarparak doğrultu değiştirmesine yansıma denir. Özellikle metaller gibi parlak malzemeler yansıma olayını daha iyi incelememizi sağlar. Işığın yansımasını anlamak için önce yansıma kanunlarını inceleyelim, sonra düzgün ve dağınık yansıma olaylarına bakalım.
Işık için yansıma kanunları (yasaları)
Işığın yansıma kanunları, dalgalarda yansıma ile neredeyse aynıdır. Su dalgalarında yansıma olayını dalgaların ilerleme doğrultusu ile açıklıyorduk, ışıkta ise ışın kavramını kullanacağız.
Aşağıdaki resimde yansıtıcı (parlak) düzgün bir yüzeye gelen ışın solda gösteriliyor. Bu ışın yüzeye çarpınca yön değiştiriyor, yani yansıyor, buna yansıyan ışın deniyor. Gelen ışının yansıtıcı yüzeye çarptığı noktadan yüzeye dik çizilen doğruya normal diyoruz. Gelen ışın ile normal arasındaki açıya gelme açısı, yansıyan ışın ile normal arasındaki açıya da yansıma açısı diyoruz.
Işığın yansımasını açıklayan yansıma kanunlarını ise şöyle ifade ediyoruz:
- Gelen ışın, normal ve yansıyan ışın aynı düzlemdedir.
- Gelme açısı daima yansıma açısına eşittir. Yüzeyin düzgün olması ya da olmaması bu ilkeyi etkilemez.
Düzgün yansıma nedir?
Düzgün yansıma birbirine paralel olarak gelen ışınların düzlem şeklindeki bir yüzeyden yansıdığında yansıyan ışınların da birbirine paralel olmasıdır. Düz ayna, düzlem metal yüzeyler ve durgun su yüzeyi gibi yüzeylerin çok düzgün olduğu durumlarda düzgün yansıma olayı gerçekleşir. Aşağıdaki fotoğrafta lazerden gelen ışın demeti düzlem aynaya çarpıyor, gördüğünüz yeşil çizgi bir çok paralel ışından oluşan bir ışın demeti. Yansıyan ışın demetine de dikkat edin, çok düzgün bir yeşil çizgi görüyoruz. Bu, yansıyan ışınların birbirine paralel olduğu anlamına geliyor.
Şimdi düzgün yansıma olayını bir de şema ile görelim.
Aşağıdaki resimde gelen ışınların yansıtıcı yüzeyin farklı noktalarına çarptığını görüyoruz. Ama yansıtıcı yüzey düz olduğu için bu noktalar bir doğru üzerinde yer alıyor. Yani her noktanın normali de birbirine paralel. Dolayısıyla yansıtıcı yüzeye paralel gelen ışınlar, yansıma kanunlarına uyarak birbirine paralel olacak şekilde yansıyor.
Düzgün yansımada, gelme açısıyla yansıma açısı tüm ışınlar için birbirine eşit.
Bu durumun yansıma kanunun bir sonucu olduğuna dikkat edin.
Dağınık yansıma nedir?
Dağınık yansıma birbirine paralel olarak gelen ışınların pürüzlü bir yüzeyden yansıdığında, yansıyan ışınların farklı yönlere saçılmasıdır. Genellikle günlük hayatımızda dağınık yansımayla karşılaşırız. Çünkü, ışığın dalgaboyuyla kıyaslandığında çoğu yüzey düz değil pürüzlüdür. Aşağıdaki fotoğrafta buruşmuş bir alüminyum folyo parçasında dağınık yansımayı görüyoruz.
Lazerden gelen ışın demetindeki ışınlar birbirine paralel. Ama alüminyum folyoya çarpınca dağılıyorlar, çünkü çaprtıkları noktalar birbirine paralel değil, yani yüzey düz değil pürüzlü. Yansıyan ışın demetinin düzgün yansımadaki gibi net olmadığına dikkat edin, yansıma bir dağılma gibi görünüyor, düz bir çizgi gibi değil.
Şimdi dağınık yansıma olayını bir de şema ile görelim. Aşağıdaki resimde birbirine paralel olarak gelen ışınlar yansıtıcı yüzeyin farklı noktalarına çarpıyorlar. Ama yüzey pürüzlü olduğu için bu noktaların normalleri birbirine paralel değil, her noktanın normali farklı. Her nokta için gelme açısı yansıma açısına eşit olsa da, bu açılar her noktada değiştiği için, farklı noktalara düşen ışınlar farklı şekilde yansıyorlar. Bu nedenle yansıyan ışınlar birbirine paralel olmuyor, her tarafa saçılıyorlar.
Görme olayında yansımanın rolü
Etrafımızdaki cisimlerin çoğu kendi ışığını üretmez. Bunun yerine ışık kaynaklarından gelen ışınları yansıtırlar. İşte etrafımızdaki cisimleri görebilmemizin nedeni de bu cisimlerden düzgün ya da dağınık yansıyarak gözümüze ulaşan ışık ışınlarıdır.
Yansıma ile ilgili kazanımlar
2017 – 10.4.3.1. Işığın yansımasını, su dalgalarında yansıma olayıyla ilişkilendirir.
- Görme olayında yansımanın rolü vurgulanır.
- Işığın düzgün ve dağınık yansımasının çizilerek gösterilmesi sağlanır.
- Yansıma Kanunları üzerinde durulur.