Işığın Davranışı ve Temel Optik Kavramlar

Bu bölümde, ışığın doğası ve temel optik kavramlar ele alınmaktadır. Işığın tanecik ve dalga modeli ışığın iki farklı yaklaşımla açıklanmasını sağlar.

Işığın dalga modeli, Christiaan Huygens tarafından öne sürülmüş ve ışığın bir tür dalga olduğunu savunmuştur. Öte yandan, ışığın tanecik modeli Isaac Newton tarafından geliştirilmiş ve ışığın foton adı verilen parçacıklardan oluştuğunu öne sürmüştür.

Işık şiddeti (I), bir ışık kaynağından birim katı açı içerisinde yayılan ışık akısının ölçüsüdür. Bu, temel bir büyüklüktür ve fotometrede kullanılır.

Vocabulary: Fotometre, ışık şiddetini ölçmek için kullanılan cihazdır.

Işık akısı (Φ), bir yüzeye birim zamanda çarpan ışık enerjisinin ölçüsüdür. Birimi lümendir (lm).

Definition: Işık akısı, bir yüzeyin yakaladığı ışık ışınlarının toplam gücüne eşittir.

Küresel yüzeylerdeki ışık akısı, kapalı bir küre için Φ = 4πI formülü ile hesaplanır. Bu değer, kürenin yarıçapına bağlı değildir.

Highlight: Düz yüzeylerdeki ışık akısı, ışık kaynağının noktasal olması durumunda kaynağın ışık şiddeti ile doğru orantılıdır ve yüzey alanı büyüdükçe artar.

Aydınlanma şiddeti (E), birim yüzeye düşen ışık akısı olarak tanımlanır. Birimi lükstür (lx) ve E = Φ / A formülü ile hesaplanır.

Example: Bir ışık kaynağı ile yüzeyin normali arasındaki açı artarsa, aydınlanma şiddeti azalır. Bu durum E = I cos θ / r² formülü ile ifade edilir.

Gölge oluşumu, ışığın doğrusal yayılmasının ve ışık kaynağının önüne opak cisimlerin konulmasının bir sonucudur. Tam gölge ve yarı gölge kavramları, ışık kaynağının boyutuna ve engelin konumuna bağlı olarak açıklanmıştır.