5 Sınıf Fen Bilimleri Işığın Yansımasında Açıların İlişkisi şarkısı

Işığın yansıması açıları 5. sınıf Fen Bilimleri müfredatının önemli bir konusu. Bu bölümde ne olduğunu, nasıl çalıştığını, ne zaman ölçtüğümüzü ve ne işimize yaradığını öğrenelim. Aynı zamanda eğitim şarkısı eşliğinde konuyu pekiştirelim. Işık bir yüzeye çarptığında, bu yüzeye geri döner. Aynalar, su yüzeyi, cilalanmış metal yüzey gibi parlak, düz yüzeylerde görünür yansıma olur. Yansıma olurken bir açı ilişkisi vardır: gelme açısı yansıma açısına eşittir. Bu kurala Yansıma Kanunu denir. Ölçümler yüzeye değil, yüzeye dik (dikey) olan çizgiye, yani normale göre yapılır. Normal çizgi hayalidir; yüzeyle 90° yapan, yüzeydeki temas noktasından dışarı doğru uzanan doğru. Gelme açısı, gelen ışık ile normal arasındaki açıdır. Yansıma açısı ise yansıyan ışık ile normal arasındaki açıdır. Aynı zamanda yüzey açısı, yüzeyin kendisi ile gelen ışık (ya da yansıyan ışık) arasında ölçülür ve yüzey açısı + gelme açısı = 90°, yüzey açısı + yansıma açısı = 90° olur. Burada gelme ve yansıma açıları eşittir, fakat yüzey açıları farklı olabilir. Konu karışık görünse de ölçümü daima normal’e göre yaptığımızı bilirseniz her şey yerine oturur. Bir örnek verelim: El feneri bir aynaya 30°’lik gelme açısıyla geliyorsa yansıma açısı da 30° olur. Yüzeyin kendisi ile gelen ışık arasındaki açı 60°’dir çünkü yüzey açısı + gelme açısı = 90°. Yansıyan ışık ile yüzey arasında da 60° var. Başka bir örnek: Ayna yatay zemine 70°’lik açıyla tutuluyor. Gelme açısı ölçüsü yine normal’e göre yapılır. Eğer ışık düşey (90°) gelirse normal ile açısı 0° olur ve yansıma açısı da 0°’dir; ışık geri döner. Bazen günlük hayatta “ışık yüzeyle 30°’lik açıyla geldi” gibi cümleler duyarız. Bu durumda yüzey açısının 30° olduğunu, normal ile ölçülen gelme açısının 60° olduğunu hesaplayıp yansıma açısının da 60° olacağını biliyoruz. Düz, düzgün yüzeylerde tek yönlü yansıma; pürüzlü yüzeylerde ise dağınık yansıma olur. Aynalarda tek yönlü yansıma görürüz; bu yüzden görüntü oluşur. Kavramları tek tek açalım: Normal çizgi, yüzeye dik çekilen hayali doğru; çoğunlukla N ile gösterilir. Gelen ışık, yüzeye yaklaşan ışık; yansıyan ışık, yüzeyden uzaklaşan ışık. Yüzey açısı yüzey ile ışık arasındaki açı; normal açısı ise normal ile ışık arasındaki açı. Normal ve yüzey birbirine dik olduğundan yüzey açısı + normal açısı = 90° eşitliği her zaman geçerli. Ölçüm aletleri olarak gönye, açıölçer (protractor), pergel ve hatta akıllı telefon uygulamaları kullanabiliriz. Kâğıt üzerinde bir doğru çizip, bir yerine dik bir normal çizersek, ışık çizimi yapmaya ve açılarını doğru ölçmeye başlarız. Ölçümü normal’e göre yaptığınızda her problem kolaylaşır. Günlük hayatta yansımayı pek çok yerde görürüz. Aynalarda saçınızı düzeltirken, su birikintilerinde gökyüzünü seyrederken, şeffaf camda kendi görüntünüzü fark ettiğinizde, far camı ve reflektörlerde. Ayna açısı değişince görüntü yerleri de değişir; yüzey açısı arttıkça gelme açısı azalır ve yansıyan ışık yönü farklılaşır. Bu, yönlendirici ışık kaynaklarının nasıl çalıştığını da açıklar. Bir yüzeyin durumu düz mü eğik mi, yatay mı dikey mi, yüzey düzgün mü pürüzlü mü? Her biri yansımayı ve görüntünün niteliğini etkiler. Konuyu özetleyip öğrenmek için şarkıyla da pekiştirelim. Şarkı aklımızda kalması için kısa ve ritmik bir dizelgi kullanır: - “Gelen ışık normalle, yansıyan ışıkla ölçülür.” - “Gelme açısı ile yansıma açısı birbirine eşittir.” - “Yüzey açısı artarsa normal açısı azalır.” Sınıfta veya evde iki basit deney yapalım. El fenerini dik bir düz aynaya gönderip, yüzeye dik olan hayali bir çizgi (normal) çizip, açıölçer ile gelme ve yansıma açılarını ölçelim. Değerleri not edelim; çoğunlukla birbirine yakın olacak. Sonra aynayı eğip (örneğin 30°), feneri tekrar gönderelim. Bu kez gelme ve yansıma açıları yine eşit, ancak yönü farklı. Bu, aynadaki görüntünün de farklı bir yerden görüleceğini ve ışığın nasıl yönlendiğini anlatır. Üçüncü deney için temiz su yüzeyini kullanabiliriz; su yüzeyi de yansıtıcıdır. Fenerle yaptığımız ölçümler aynı eşitliği gösterir. Gördüğümüz gibi doğa sabit bir kurala uyar: gelme açısı = yansıma açısı. Son olarak, birkaç yaygın kavram yanılgısına dikkat edelim. Bazen “yüzeyle ölçerim” diye düşünürüz. Gerçekte ölçüm normal ile yapılır. Yansıyan ışık bazen görünmez olduğunda, kâğıt üzerinde çizerek, karton parçasıyla yüzeyi temsil ederek pratik yapmak işe yarar. Yansıma açısı ve yüzey açısı karıştırılır. Her iki durumda da normal’e göre ölçüp, ikinci adımda yüzey açısını da not ederek ikisinin ayrımını netleştirirsek yanlış anlaşılma kalmaz. Bir diğer yanlış; “eğik yüzeyde yasalar bozulur.” Hayır, yasalar aynıdır; sadece yüzey eğik olduğunda normal çizgi de o yüzeye dik olduğu için yönü değişir. Kural aynı kalır. Şarkıyla aklımızda tutalım: “Normal’e bak, ölç; eşit bul, güle güle!” Eğer bu cümleyi hatırlıyorsanız, açı problemlerinin çoğunu çözebilirsiniz. Unutmayın: gördüğünüz her parlak yüzey, size bir yansıma dersi verir. Yansıma kanununa uyar, çünkü ışık bilir nerede durur, nerede döner. Siz de şimdi bu kuralı bildiğinize göre, problemlerinizde ve deneylerinizde açıları doğru ölçeceksiniz.