Teknoloji ile Görüntüye Dokunmak

Deney Kutusu köşesinin bu etkinliğinde, gerçek görüntünün akıllı telefonlardaki yakınlık sensörü ile algılanabildiğini gösteriyoruz.

Bilmekte fayda var!

Görüntüleme teknolojileri ve hologramlar günlük hayatımızda her geçen gün daha fazla yer alsa da fiziksel olarak elde edilen görüntüleri yorumlamada bilgilerimiz hayli sınırlı. Özellikle optik bir sistemde elde edilen görüntülerin özelliklerini anlamak ve bu doğrultuda karşılaştığımız görüntüleri yorumlamak çok önemli.

Bu etkinliğimizde “Gerçek görüntüye dokunmak mümkün müdür?” ve “Aynaya dokunmadan görüntümüze dokunabilir miyiz?” sorularını cevaplandırmaya çalışacağız. Temelde aynı olguya yönelen bu sorulara cevap verebilmek, gerçek ve sanal görüntüleri ayırt etmek için yeni bir yöntem bulmamıza yardım edecektir. Genel olarak aynalarda gerçek ve sanal görüntüyü ayırt etmede kullandığımız yöntemler şunlardır:

• Gerçek görüntüler ekran üzerine düşürülebilmelerine rağmen, sanal görüntüler ekran üzerine düşürülemezler.
• Gerçek görüntüleri dar bir görüş alanı içerisinde görebilmemize rağmen, sanal görüntüleri daha geniş bir görüş açısından görebiliriz.
• Gerçek görüntüler aynaların önünde, sanal görüntüler ise aynanın arkasında görünür.

Bunun yanı sıra son zamanlarda yapılan yenilikçi çalışmalar, gerçek ve sanal görüntüleri ayırt etmede kalıplaşmış bilgilerin ötesinde daha geniş bakış açıları sunabiliyor. Örneğin daha önce gerçek görüntülerin ekran olmadan da görülebileceğini ortaya çıkaran çalışmalar yapılmıştı. Ardından cisim çukur aynanın merkezinde iken görüntünün de çukur aynanın merkezinde olma özelliği kullanılarak, gerçek görüntünün yeri ve özellikleri yenilikçi bir deneyle gösterildi. Son olarak da sanal görüntünün yeri gözlem ve ölçümlerle belirlenerek kanıtlandı. Bu etkinlikte ise çukur aynada oluşturduğumuz üç boyutlu gerçek bir görüntünün yerini akıllı telefonla belirlemeye çalışacağız.

Nelere ihtiyacımız var?

• Dondurma ya da şeker ikramı servislerinde kullanılan, içi çok iyi parlatılmış yarımküre şeklinde bir metal kase
• Bir adet renkli lazer (bu deney için kırmızı lazer kullanılmıştır)
• Herhangi bir marka akıllı telefon

Ne yapıyoruz?

Deneyimizi üç aşamada gerçekleştireceğiz. İlk aşamada metal kasede gerçek bir görüntü elde edelim ve bu görüntüye dokunmaya çalışalım (Şekil 1).

Şekil 1. Küresel bir kapta oluşan elimizin gerçek görüntüsüne dokunmak

İkinci aşamada parmağımızla dokunduğumuz gerçek görüntüyü cep telefonuna algılatmaya çalışalım. Bunun için cep telefonlarının konuşma sırasında ekran tuşlarının kapanma özelliğini sağlayan yakınlık sensörünü (proximity sensor) kullanalım. Biz yakınlık sensörünün nasıl çalıştığını gözlemlemek için telefonun arama özelliği aktif iken sensörün ne kadar mesafede çalıştığını ölçtük ve bu mesafenin yaklaşık 1 cm civarında olduğunu belirledik (Şekil 2 ve Video 1).

Şekil 2.  Cep telefonunda yakınlık sensörünün cismi algılama mesafesi

 

Etkinliğin son aşamasında ise telefonun sensörünü küresel kapta elde ettiğimiz üç boyutlu gerçek görüntüye yaklaştırarak deneyi tekrarlayalım ve benzer biçimde telefon ekranının kapandığını gözlemleyelim (Şekil 3 ve Video 2). Bu üç aşamalı deney bize akıllı telefonunun yakınlık sensörünün gerçek görüntüyü algılayabileceğini gösteriyor.

Şekil 3. Cep telefonunda yakınlık sensörünün görüntüyü  algılaması

 

 

 

Ne oldu?

Bu deneyde ne olduğunu anlayabilmek için yakınlık sensöründe kullanılan kızılötesi ışın yerine, çıplak gözle görebildiğimiz kırmızı lazer ışığı ile deneyi tekrarlayalım. Görüldüğü üzere lazer ışığından çıkan kırmızı ışık, işaret parmağına çarparak ve küresel ayna içinde birçok açıda yansıyarak, lazer ışık kaynağının yakınında işaret parmağımızın gerçek bir görüntüsünü oluşturuyor (Şekil 4).

Şekil 4. Deneyde kullanılan kap içinde işaret parmağının lazer ışığı yardımıyla elde edilen görüntüsü

Yakınlık sensörü ve lazer ışığı ile yapılan deneyleri birlikte yorumlayacak olursak şu sonuca ulaşabiliriz: Görünür ışıkta işaret parmağının kap içinde elde edilen gerçek görüntüsü (çıplak gözle görünür) ile telefonun yakınlık sensörünün kızılötesi ışınlarıyla elde edilen görüntü (çıplak gözle görünmez) yaklaşık aynı yerde olacaktır (Şekil 5). Akıllı telefonun yakınlık sensörüyle yaptığımız bu işlem sayesinde, kızılötesi ışınlarıyla cismin ayna içinde gerçek görüntüsünün varlığını belirledik. 

Şekil 5. Telefondaki yakınlık sensöründen çıkan ve parmaktan yansıyan kızılötesi ışınların kap içindeki yansıması ve tekrar telefon ekranına ulaşmasının temsili çizimleri

Yakınlık sensörü hemen hemen tüm akıllı telefonlarda bulunduğu için, deney benzer bir küresel ayna ve telefonla herkes tarafından kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Görüntüye dokunmak ve görüntünün yerini belirlemek, öğrencilerde gerçek ve sanal görüntüleri ayırt etme açısından eğlenceli bir deney fırsatı sunar. Bu deney görüntü-yansıma özellikleriyle fizik, yansıma açıları-çizimleriyle matematik ve ölçmede teknoloji kullanımıyla disiplinler arası bir STEM etkinliği olarak da kullanılabilir. 

Not: Telefonun yakınlık sensörü arama ve çağrı durumunda aktiftir. Telefonun yakınlık sensörü bu durumda kullanılmaya uygundur. Bunun yanı sıra Proximity App isimli uygulamayı kullanarak da doğrudan sensörü aktif hale getirerek deneyi gerçekleştirebilirsiniz.

 

Teşekkür

Deneylerde yardımları için Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Fizik Eğitimi Öğretmenliği Öğrencisi Mehmet Seymen’e çok teşekkür ederim.

 

Kaynaklar:

• Kaewkhong, K., & Chitaree, R., “A low-cost demonstration kit for locating an image formed by a plane mirror integrated with a ray diagram”, Physics Education, Cilt 50, Sayı 5, s. 522, 2015.
• Corni, F., “Lens studies without the screen”. Physics Education, Cilt 45, Sayı 1, s. 21, 2010.
• Kucukozer, A., & Kucukozer, H., “Differentiating real and virtual images”, Physics Education, Cilt 46, Sayı 6, s656, 2010.
• Yurumezoglu, K., “Touching the real image”, Physics Education, Cilt 51, Sayı 3, 033004,2016.