Optik Uygulamaları ve Akıl Yürütme

Optik, ışık ve ışığa bağlı olayların sistematik olarak ele alındığı bilim dalıdır. Çok eski dönemlerde optik, görmenin ve görüntünün nasıl oluştuğunun kanun ve yasalarını araştıran bilim dalı anlamına geliyordu. Optik ile ilgili klasik ve modern dönem yapıtlarında ışık ve renk, görsel algı problemleri arasında yer almıştır. Işığın insan yaşamında son derece önemli bir etkiye sahip olduğu mitolojik söylemlerden de anlaşılmaktadır. Çok eski yıllarda optik tek bir bilgi dalına değil, birden çok bilgi dalına yayılmış dağınık bir görünüme sahipti. 19. yüzyıla kadar optik, matematik, fizik, mühendislik, psikoloji ve sosyoloji gibi birçok bilim alanları ile iç içe geçmiş durumdaydı. 10-11. yüzyıllarda yaşayan modern optiğin babası sayılan müslüman Fizik, Matematik ve Astronomi alimi İbn-i Heysem optik alanında en önemli eserlerinden biri olan Kitab-ül Menazır ile modern optiğin temellerini atmıştır. Bu kitap optik ile ilgilenen avrupalı bilim insanlarının da yaklaşık 17. yüzyıla kadar yararlandığı başyapıtlar arasında yer almaktadır. Özellikle ışınların kırılması ve yansıması konusunda optiğe getirdiği yenilikler, gölgenin nasıl oluştuğu, iki gözün birden aynı şeyi nasıl gördüğü, gökkuşağının nasıl oluştuğu ve renklerin oluşumunu açıklamıştır. Kitabıyla pek çok temel optik olguyu, niceliksel fiziği matematiğe dayandırarak incelemiş, optik konusunu, kapsamını, ilkelerini ve kurallarını belirleyerek bir bilim haline getirmiştir. Bilim dünyasının önderlerinden olan Isaac Newton bile optik konusunun nereye kadar sınırlanması gerektiği hakkında yeterli bir düşünceye sahip değildi. 17. yüzyılda ışığın doğasını açıklamaya yönelik ilk kuram Isaac Newton tarafından oluşturulmuştur. Newton ışığı parçacık olarak kabul etmiş ve daha sonra çoğu bilim adamı da Newton’un parçacık teorisini kabul etmiştir. Bununla beraber bir kısım bilim adamları ise ışığın bir tür dalga hareketine sahip olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Işığın doğasının ve yayılmasının açıklanmasında ve görmenin nasıl gerçekleştiğinin anlaşılmasında Newton’un parçacık teorisine başvurulmuştur. Işığın düz bir çizgi boyunca yol aldığı düşüncesi parçacık teorisinin bir sonucudur. 1678 yılında Hollandalı fizikçi ve astronom Christian Hugens, ışığın dalga teorisinin yansıma ve kırılmayı açıklayabildiğini gösterdi. Fakat bu hemen kabul görmedi. Çünkü ışık dalga hareketinin bir şekli olsaydı, dalgalar engellerin çevrelerinde bükülecekler ve böylece köşelerin çevresi görülebilecekti. Günümüzde ışığın gerçekten cisimlerin kenarları civarında büküldüğü bilinmekte olup bu olaya kırınım olayı denilmektedir. 1801 yılında Thomas Young uygun koşullar altında ışık ışınlarının birbiriyle girişim yaptıklarını göstererek ışığın bir dalga olduğunu ispatladı. 1788-1829 yılları arasında Fransız fizikçi Augustin Frasnel girişim ve kırınımla ilgili deneyler yaptı. 1850’de Jean Foucault ışığın sıvıdaki hızının havadaki hızından daha az olduğunu göstererek parçacık teorisinin yetersizliğini kanıtladı. 1873 yılında Maxwell ışığın yüksek frekansta elektromanyetik dalga şeklinde olduğunu açıkladı. 1887 yılında Hertz elektromanyetik dalgaları oluşturarak Maxwell teorisinin deneysel olarak ispatını yaptı. Bununla beraber Hertz ve diğer bilim adamları ışık dalgalarının yansıma ve kırılma gibi dalgaların diğer bütün karakteristik özelliklerini sergilediğini gösterdi. Klasik mekanik bilgilerle ışık incelendiğinde, ışık hem tanecik hem de dalga karakteri taşımaktadır. Işık girişim, kırınım, polarizasyon vb. olaylarda dalga karakteri, siyah cisim ışıması, fotoelektirik olay, X - Işını spektrumu, Compton olayı vb. olaylarda ise tanecik karakteri göstermektedir. Optiğin gelişim serüveni dikkate alındığında laboratuvar çalışmaları önemli bir yere sahiptir. Eğitim – öğretimin her kademesindeki bireyin laboratuvar eğitimi alanında iyi yetişmiş olması gerekmektedir. Günümüz eğitim uygulamaları bireylerin akıl yürütme ve problem çözme becerilerine yönelik hazırlanmaktadır. Optik konuları da başlangıçta öğrencilere karmaşık ve zor gelebilmektedir. Laboratuvar uygulamalarıyla öğrencilerin optik konularını yaparak yaşayarak öğrenmesi amaçlanmaktadır. Hazırlanan bu kitap dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde üniversite öğrencilerine yönelik optikle ilgili eğlenceli deneyler, ikinci bölümde ortaokul öğrencilerine yönelik optikle ilgili eğlenceli deney- vi Optik Uygulamaları ve Akıl Yürütme ler, üçüncü bölümde optik ile akıl yürütme harmanı olan eğlenceli akıl yürütme etkinlikleri ve son bölüm olan dördüncü bölümde ise günlük hayatta merak edilen optik uygulamaları bulunmaktadır. Büyük bir özveri ile hazırlanmış olan “Optik Uygulamaları ve Akıl Yürütme” adlı kitabımızın öğretmenlerimize ve öğrencilerimize faydalı olacağını ümit etmekteyiz.