Işık şiddeti (candela), ışık akısı (lümen) ve aydınlanma şiddeti (lüks); aydınlanmanın uzaklığın karesiyle ters orantısı ve geliş açısına bağlılığı (E = I·cos θ / d²); farklı ortamlar için önerilen aydınlanma, enerji verimli aydınlatma; yansıma kanunları; düzlem aynada görüntünün özellikleri; açılı aynalarda görüntü sayısı; boy aynasının yüksekliği; ayna döndürülünce yansıyan ışının dönmesi.
Işık şiddeti, akısı ve aydınlanma
| Büyüklük | Tanım | Birim |
|---|---|---|
| Işık şiddeti (I) | Kaynağın belirli bir yöndeki ışık yayma gücü | candela (cd) |
| Işık akısı (Φ) | Kaynaktan çıkan toplam ışık miktarı; noktasal kaynak için Φ = 4π·I | lümen (lm) |
| Aydınlanma (E) | Birim yüzeye düşen ışık akısı; E = I · cos θ / d² | lüks (lx = lm/m²) |
- Aydınlanma uzaklığın karesiyle ters orantılıdır: Lambadan 2 kat uzaklaşırsak aydınlanma 4’te 1’ine iner.
- Işık yüzeye dik gelince (θ = 0) aydınlanma en büyüktür; eğik gelince azalır (kış güneşi daha az ısıtır).
Önerilen aydınlanma: Koridor ≈ 100 lx · Sınıf ve okuma ≈ 300–500 lx · Ameliyathane > 10 000 lx
Enerji verimliliği: LED lambalar akkor lambalara göre watt başına çok daha fazla lümen verir → aynı aydınlanma için daha az enerji
Düzlem aynada yansıma ve görüntü
Yansıma kanunları:
- Gelen ışın, yansıyan ışın ve normal aynı düzlemdedir.
- Gelme açısı = yansıma açısı (açılar normalle ölçülür).
Düzlem aynada görüntü:
- Düz (ters değil), sanal (aynanın arkasında)
- Cisimle aynı boyda
- Aynaya uzaklığı cismin aynaya uzaklığına eşit
- Sağ-sol yer değiştirmiş görünür (ambulans yazısı tersten yazılır: ƎƧNA⅃UBMA)
Düzlem ayna problemleri
Açılı iki ayna: Aralarındaki açı α ise görüntü sayısı n = 360°/α − 1 (360/α tam sayıysa)
- 90° → 3 görüntü · 60° → 5 · 30° → 11 · Paralel aynalar → sonsuz görüntü (berber dükkânı)
Boy aynası: Kişinin kendini tam boy görebilmesi için ayna yüksekliği en az boyunun yarısı olmalıdır (uzaklıktan bağımsız!).
Ayna döndürülürse: Gelen ışın sabitken ayna α kadar döndürülürse yansıyan ışın 2α döner.
Kullanım: Periskop (iki paralel ayna), dişçi aynası, kaleydoskop (açılı aynalar), lazer ölçümleri
Kavramlar
- candela
- ışık şiddeti birimi
- lümen
- ışık akısı birimi
- lüks
- aydınlanma birimi
- normal
- yüzeye dik doğru
- sanal görüntü
- ayna arkasında algılanan görüntü
- Işık şiddeti cd, ışık akısı lm, aydınlanma lx
- E = I·cos θ / d²: uzaklığın karesiyle ters orantı
- Gelme açısı = yansıma açısı (normalle)
- Düzlem aynada görüntü düz, sanal, eşit boy, sağ-sol ters
- Açılı aynalarda n = 360/α − 1
- Boy aynası en az boyun yarısı; ayna α dönerse ışın 2α döner
Örnek soru ve çözümü
Grafiğe göre lambadan 1 m uzaklıkta aydınlanma 400 lx ise 2 m uzaklıkta kaç lx olur? Okuma için uygun mudur?
Uzaklık 2 katına çıktığında aydınlanma 1/4’üne iner: 100 lx. Okuma için önerilen 300–500 lx’in altında kaldığından yetersizdir.
Çözümlü örnekler
1. Gelme açısı 35° ise yansıma açısı kaçtır? Kolay
Çözüm35°.
2. Aralarındaki açı 45° olan iki düzlem aynada kaç görüntü oluşur? Orta
Çözüm360/45 − 1 = 7.
3. Boyu 1,70 m olan bir kişinin kendini tam boy görmesi için gereken en kısa ayna kaç m’dir? Aynaya yaklaşınca bu değişir mi? Zor
Çözüm0,85 m; aynaya olan uzaklıktan bağımsızdır, değişmez.
Sık yapılan hatalar
- Açıları ayna yüzeyiyle ölçmek (normalle ölçülür).
- Aynaya yaklaşınca tam boy için daha küçük aynanın yeteceğini sanmak.
- Aydınlanmanın uzaklıkla doğrusal azaldığını düşünmek.
Biliyor muydun?
Ambulansların önündeki yazı tersten yazılır; öndeki sürücü dikiz aynasından baktığında yazıyı doğru okur!