7.Hafta 23.HAFTA - ışığın soğurulması

Şişeden Işık Dökün

Bir nesneyi aydınlatan bir nesneye doğru bir el feneri tutmanız gerektiğini hiç fark ettiniz mi? Bu, ışığın düz bir çizgide hareket ettiğini gösterir. 

Peki ya bir ayna takarsak ya da suya bir ışık huzmesi verirsek? Parlak bir yüzeyden yansıyan ışık (diğer bir deyişle yüzeyden yansıyan) veya bir ortama girerken bükülen ışık 

(yüzeyde kırılan anlamına gelir) bu düz çizgilerde bükülmelere neden olur. "Daha Fazla Keşfet" bölümünde listelenen çeşitli etkinlikler, bu fenomenleri daha iyi anlamanıza yardımcı olabilir.

Bu aktivitede, bir su kütlesinin içindeki ışık su yüzeyine ulaştığında ne olduğuna bakacaksınız. su-hava yüzeyine neredeyse dik düşen ışık yüzeyi deler; bu yüzden suya 'yarı saydam' diyoruz. 

Ama suyun da ışığın bir kısmını yansıttığını biliyor muydunuz? Su yüzeyiyle küçük açılardan vuran ışık için neredeyse bir ayna gibi davranır. Su-hava yüzeyinin bu yansıtıcı doğası, ışığı bir su demeti 

içinde tutmamızı sağlar. Işık, başlangıçta su huzmesi sınırına küçük bir açıyla çarptığında, sınıra küçük açılarla çarpmaya devam eder ve tekrar tekrar yansır. Hava gibi daha az yoğun bir ortama neredeyse kaçamaz. 

Buna toplam iç yansıma denir ve ışığın bir su demeti içinde nasıl sıkışıp kaldığını açıklar.

malzemeler

el feneri

Boş renksiz, şeffaf soda şişesi. 1 litrelik bir şişe iyi çalışır.

aliminyum folyo

Su

karanlık oda

Karanlık odada lavabo veya küvet

hazırlık

El fenerini şeffaf boş soda şişesinin tabanına takın, böylece açıldığında ışık şişenin içine, boynuna doğru parlar.

Şişeyi ve el fenerini alüminyum folyoya sarın. El fenerinin açma/kapama düğmesine hala ulaşabildiğinizden emin olun. 

Şişeyi ağzına kadar sarın, ancak şişeyi doldurmaya devam edebilmek için şişenin ağzını açık bırakın.

Kolayca su dökebileceğiniz bir lavabo veya küvet bulunan, karartılabilen bir oda bulun.

Talimatlar

Karartılabilen odaya ilerleyin.

Hazırlanan şişeyi suyla doldurun

Birazdan el fenerini açıp ışığı kapatacaksınız. Ne görmeyi umuyorsun? Şişe parlayacak mı? Sadece tepeye yakın açıklık mı parlayacak? Işık huzmesinin odayı aydınlatmasını mı bekliyorsun,

tavanda bir daire çizin ya da fazla bir şey yapmıyor musunuz?

Işığı kapatın ve gözlemleyin. Tahmininiz doğru muydu?

Birazdan şişenin içindekileri lavaboya veya küvete boşaltacaksınız. Özel bir şey görmeyi bekliyor musun?

Şişeyi eğin, böylece su sıvı bir kemer içinde lavaboya veya küvete aksın. Suyu nereye dökebileceğinizi kontrol etmeniz gerekiyorsa ışığı kısaca açın. Işığın nereye gittiğini gözlemleyin. Işık düz bir çizgide yol alır mı

lavabonun arkasını aydınlatmak için lavabonun altını aydınlatmak için su huzmesini takip ediyor mu,

yoksa pek bir şey aydınlanmıyor mu? Su ışını karanlıkta parlıyor mu veya zar zor görünüyor mu?

Su bittiğinde, ışık huzmesinin lavaboya veya küvete çarptığı yeri gözlemleyin. Farklı bir noktada mı? Niye ya?

Ekstra: Mevcut bir lazer işaretçiniz varsa, etkinliği lazer işaretçi ile tekrarlayın. Yine de dikkatli olun; asla bir lazer tarafından üretilen ışığa bakmayın veya ışığın yansıtıcı bir malzemeden gözlerinize 

geri dönmesine izin vermeyin!

Aktiviteyi lazer işaretçinizle tekrarlamadan önce, bir lazerin ürettiği ışık ile el fenerinizin ürettiği ışık arasındaki farkları keşfedin. Nasıl farklılar; nasıl benzerler?

Bu farklılıklar, bu aktivitede gözlemlediğiniz şeyi nasıl etkileyebilir? Faaliyet, tahminlerinizi doğruladı mı veya çürüttü mü?

Ekstra : Optik fiberler, esnek cam şeritleridir. Lazer ışığı darbelerini (bilgi taşıyan) uzun mesafelerde taşımak için kullanılırlar. Işık kablo ile düzgün bir şekilde bükülmez,

 ancak bu liflerin duvarına sık sık çarpar. Işık duvara her çarptığında, fibere geri yansır. Fiberi keskin bir şekilde bükmediğiniz sürece lazer ışığı kablonun içinde kalır.

kablonun sonuna kadar yol. Aktivite ve fiber optik kablolar arasındaki benzerlikleri tespit edebiliyor musunuz? Su ışınınızda bilgi iletmenin yollarını bulabilir misiniz, eğer öyleyse, nasıl?

Gözlemler ve Sonuçlar

İlk başta ışığın tavandaki veya şişenin gösterdiği duvardaki noktayı nasıl aydınlattığını fark ettiniz mi? Suyu döktüğünüzde ışığın su huzmesini nasıl takip ettiğini görünce şaşırdınız mı?

Beklenen budur.

Başlangıçta, su şişesini yukarıda tutarken, el fenerinin yaydığı ışık su yüzeyine neredeyse dik olarak çarpar. Bu durumda, ışık su-hava yüzeyinde kolayca hareket edebilir ve doğrudan hareket edebilir.

tavan veya duvardaki bir noktayı aydınlatmak için. Şişeyi eğip suyu boşalttığınızda koşullar değişir. Şimdi, ışık su yüzeyine küçük bir açıyla çarpıyor. Bu durumda su-hava yüzeyi ışığı geri yansıtır.

 bir aynanın yapacağı gibi suya. Yansıyan ışık yol alır ve farklı bir noktada tekrar su sınırıyla karşılaşır, ancak yine küçük bir açıyla ve tekrar geri yansır. Zaman zaman, ışık alır

su huzmesinin kenarında yansıtılır. Su huzmesinin içinde tutulur ve suyun yolunu takip eder, ancak su lavaboya veya küvete çarptığında serbest bırakılır. Orada ışık her yöne yansır. bir gözlemlersiniz

 parlak ışıklı nokta.

Işık, optik kablolarda benzer şekilde hareket eder, kablonun sonuna doğru ilerlerken sürekli olarak kablonun kenarlarından sıçrar ve burada bilgisini yayınlayabilir.