Düzlem ayna ve ışık şiddeti I olan noktasal kaynakla oluşturulan şekildeki düzenekte, K noktası çevresindeki toplam aydınlanma şiddeti E kadardır.
Buna göre K noktası çevresindeki aydınlanma şiddetinin (E) azalması için
I. düzlem aynayı ışık kaynağına yaklaştırmak,
II. düzlem aynayı sistemden tamamen kaldırmak,
III. kaynağı, ışık şiddeti I’dan daha büyük bir kaynakla değiştirmek
işlemlerinden hangileri tek başına yapılabilir?
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ya da II
D) I ya da III
E) II ya da III
Düzlem Ayna ve Noktasal Işık Kaynağında Aydınlanma Şiddeti
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
Noktasal bir ışık kaynağının bir yüzeyde oluşturduğu aydınlanma şiddeti:
E = \frac{I}{d^2} \cdot \cos\alpha
Düzenekte K noktası çevresindeki toplam aydınlanma şiddeti, doğrudan ışıktan ve aynadan yansıyan (kaynağın görüntüsünden gelen) ışınların aydınlatmasının toplamına eşittir:
E_{\text{toplam}} = E_{\text{kaynak}} + E_{\text{görüntü}}
ÇÖZÜM ADIMLARI & ÖNCÜLLERİN ANALİZİ:
-
I. Düzlem aynayı ışık kaynağına yaklaştırmak:
- Kaynak ile ayna arasındaki mesafe azaldığında, aynanın arkasındaki sanal görüntünün (I') aynaya ve dolayısıyla K noktasına olan uzaklığı da azalır.
- Görüntünün K noktasına yaklaşması (d mesafesinin küçülmesi), E_{\text{görüntü}} aydınlanma değerini artırır.
- Kaynağın konumu değişmediğinden E_{\text{kaynak}} sabit kalır; bu durumda toplam aydınlanma şiddeti (E) artar. (Yanlış)
-
II. Düzlem aynayı sistemden tamamen kaldırmak:
- Ayna kaldırıldığında, aynadan yansıyarak K noktasına ulaşan ışınlar kesilir, yani E_{\text{görüntü}} = 0 olur.
- Toplam aydınlanma şiddeti yalnızca kaynağın tek başına oluşturduğu aydınlanmaya (E_{\text{kaynak}}) düşer ve böylece E azalır. (Doğru)
-
III. Kaynağı, ışık şiddeti I’dan daha büyük bir kaynakla değiştirmek:
- I ışık şiddeti arttığında hem doğrudan gelen ışığın şiddeti (E_{\text{kaynak}}) hem de yansıyan ışığın şiddeti (E_{\text{görüntü}}) doğru orantılı olarak artar.
- Sonuç olarak toplam aydınlanma şiddeti (E) artar. (Yanlış)
Sonuç ve Doğrulama:
K noktasındaki aydınlanma şiddetinin azalması için görüntünün katkısının azaltılması veya tamamen yok edilmesi gerekir. Bu durumu sağlayan tek işlem aynanın sistemden kaldırılmasıdır.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: B) Yalnız II
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
- Görüntü Kaynak Etkisi: Düzlem aynalar, ışık kaynağının aynanın arkasında eşit uzaklıkta sanal bir kopyasını oluşturarak ortama ikinci bir ışık kaynağı gibi katkı sağlar.
SIK YAPILAN HATALAR:
Hatalı Yaklaşım: Aynayı kaynağa yaklaştırmanın mesafeyi artıracağını veya aydınlanmayı değiştirmeyeceğini düşünmek.- Doğru Mantık: Aynayı kaynağa yaklaştırmak görüntüyü de K noktasına doğru yaklaştırır; azalan mesafe aydınlanmayı artırır.
Aydınlanma şiddeti ve ışık akısı ile ilgili benzer bir soru tipiyle konuyu pekiştirmek ister misin?