Gölge nasıl oluşur?

İçinde yaşadığımız evreni algılamamızı sağlayan beş duyu organından biri ve belki de en önemlisi olan görme duyusunun anlam kazanmasını sağlayan gölgeler, insanın dış dünyayı boyutlu bir biçimde algılamasını sağlayan ve derinlik kavramını yaratan karanlık alanlardır. İnsan herhangi bir nesneyi görebilmesi ve dolayısı ile “görme” işleminin beyinde yapılabilmesi için o cisimden yansıyan ışığın göze ulaşması gerekir. Saydam olmayan yani güneş ışınlarının geçmesine izin vermeyen cisimlerin ışığı engellemesi de, ışığın hakim olduğu yüzeyde karanlık bir bölgenin yani gölgenin oluşmasına neden olur.

Herhangi bir cismin ön yüzüne ışık vurduğunda bu yüz aydınlanırken, cismin arka kısmıysa karanlıkta yani gölgede kalır. Tüm ışık kaynaklarından çıkan ışınların doğrusal bir izlediği düşünüldüğünde, herhangi bir noktasal ışık kaynağının ışınlarına maruz kalan tüm cisimlerin arka yüzeyinde gölge oluşmaktadır. Ancak her ne kadar noktasal ışık kaynağının önüne konan cisim saydam olmasa da, yine de cismin arka kısmına çevreden ya da bizzat cismin kendisinden yansıyan ışınlar da ulaşmaktadır. Bu nedenle gölge, çevreden yansıyan ışınlara ne kadar az maruz kalırsa o kadar daha karanlık olmaktadır.

Noktasal herhangi bir ışık kaynağından çıkan ışınların ön yüzünü aydınlattığı bir cismin, arka yüzeyine şayet herhangi bir yerden yansıyan ışınlar ulaşmıyorsa bu cismin arkasında “tam gölge” oluşuyor demektir. Gölgelerin boyutları da cisim ve ışık kaynağının uzaklığı ile doğru orantılı olarak değişir. Cismin ışık kaynağına olan uzaklığı gibi cisme gelen ışınların açısı da gölgenin boyutlarını doğrudan etkiler. Örneğin güneş ışınların yoğun olduğu bulutsuz bir günde tam öğlen saati dışarı çıkan bir kişinin gölgesi an itibarıyla oluşmaz. Zira kişiye gelen güneş ışınları tam 90 derecelik bir açıya sahip olduğundan, kişinin gölgesi de olduğu yere düşer.

Noktasal bir ışık kaynağına yakın olan ve gölge oluşturacak bir açıyla ışığa maruz kalan bir cismin bölgesi uzunken, cisim ışınların açısını değiştirmemek kaidesiyle ışık kaynağından uzaklaştıkça gölgesi de küçülür. Bu nedenle cismin bölgesi kendisinden ne kadar çok uzaklaşırsa o kadar büyür. İnsanoğlu gölgenin sahip olduğu bu özellikleri kullanarak güneş saatleri yapmış ve zamanı büyük bir doğrulukla saptamayı başarmıştır. Günümüzde kullanılan saatlerse güneş saatlerine nazaran zamanın hata payı olmadan tam olarak ölçülmesini sağlamaktadır.