Mercek ve Aynalar..

Mercekler
Aynalar
İnce Cepheli Mercek
Kalın Çevrili Mercek
Merceklerin Yapımı ve Tarihi

Mercek ve Aynalar

Ayna, insanın kendisini görmesi için kullandığı cam ya da maden levhadır Mercek ise içinden geçen paralel ışınları birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran transparan bir cisimdir İnsan gözünün görmesini göz merceği sağlar Görme bozukluğunu gidermek için merceklerden oluşan gözlük takılır Fotoğraf makinesi ve büyütücü de, mercekle çalışan araçlardır Mikrokskop, teleskop ve öteki birçok ölçme araçlarında mercekler ve aynalar bulunmaktadır
Bir aynanın önünde durup bakarsanız, yüzünüzü görebilirsiniz Aynanın durumunu değiştirince, diğer cisimleri de görebilirsiniz Aynada, önündeki cismin bir görüntüsü oluşur

Mercek ve aynalar, manzara eldesi için kullanılırlar Olağan bir düz aynada, öndeki cismin görüntüsü, cisimle aynı büyüklükte ve doğrultudadır; lakin sağı ve solu yer değiştirmiştir Sol el, görüntünün sağ tarafında görünür Aynalar ve merceklerle daha büyük yada daha minik görüntüler de elde edilebilir
Mercek, bir ya da iki yüzü çukur ya da tümsek olan, cam ya da plastikten yapılmış bir araçtır Saydamdır, yani ışığı geçirir Fakat içinden geçen ışığın gidişini saptırır Bu sapmaya ışığın kırılması denir

Ayna ise ışığın geçemediği, parlak bir cisimdir Yüzleri düz veya çarpık olabilir Camın bir tarafını gümüş ya da diğer metalle kaplayarak yapılır Ayna, üzerine gelen ışığı, geldiği tarafa geri gönderir Bu olaya da ışığın yansıması denir
Mercekler ve aynalarla ilgili çalışmalara geometrik optik denir Optik, ışık bilgisi demektir Geometri ise, şekiller ve doğrultuları inceleyen bilimdirbambaşka şekilli mercekler ve aynalar, ışığın gidişini çeşitli şekillerde değiştirirler Bunlar geometrik optik kurallarıyla belirlenmiştir

Işık, bir enerji türüdür Kitabın sayfasından göze gelen ışık, göze enerji taşımaktadır Ama ayna ve merceklerin çalışmasını anlatmak için ışığın ne olduğunu açıklamaya gerek yoktur Işığın ne olduğu öğrenilmeden çok önce ışığın hareket şekli incelenmiş ve anlaşılmıştı

Işık, cam, su ve hava gibi maddelerden geçebilir Bu maddelere ortam denir Haylazlık da bir ortamdır ve ışık ondan da geçebilir Işığın hareketi, ışınlardan yola çıkılarak daha basit incelenebilir Işık ışını, ışığın fazla ince bir parçasıdır
Bir ortamda yol bölge bir ışın doğrusal olarak gider Ama başka bir ortama geçince, doğrultusu değişir Bir ayna veya merceğe çarpınca da aynı şey olur Bunlara gelirken ve çıktıktan sonra ışık doğrusal yayılır Lakin içinde, kırılmalar nedeniyle sapmalar olur

Düz bir çizgi çizin Bunu bir aynanın düz yüzü varsayın Daha Sonra bu yüzeye gelen, doğrusal bir ışın çizin Bu ışın, aynaya herhangi bir noktada çarpsın Aynı noktaya gelen, fakat aynaya düşey bir ışın daha çizin Buna dik çizgi ya da sıradan denir

Önce çizilen herhangi ışın, normalle bir açı yapar ve bu açıya gelme açısı adı verilir Yansıyan ışın da, normalle bir açı yapar Buna yansıma açısı denir
Yansıma yasasına tarafından, gelme açısıyla yansıma açısı birbirine eşittir Böylece, yansıyan ışın, gelen ışının normalle yaptığı açının aynını yapacak şekilde, normalin öteki tarafına çizilebilir Gelme açısı sıfır derece ise, gelen ışınla yansıyan ışın üstüste çakışır Gelme açısı doksan dereceye yakınsa, yansıyan ışın da ayna yüzüne değerek gider Bu olay, bir bilardo topunun masanın kenarına çarpıp, benzer açıyla diğer tarafa gitmesine benzer
Aynanın önüne bir karoser koyduğumuzu düşünelim Cismin her noktasından geçerek gelen ışınlar aynaya çarpar

Her ışın, yansıma kuralına uyar Yansıyan ışınlar, normalin öteki tarafına içten yol alırlar Aynanın arkasındaki bir noktadan ışınlar çıkıyormuş gibi görünür Ceset oradaymış gibi olur Bu şekilde, aynanın arkasından oluşan görüntüye reel olmayan gösterme denir Düz aynada,cisimle görüş aynı boydadır Ayna arkasındaki görüntünün ve öndeki cismin, aynaya uzaklıkları eşittir

Bütün cisimler, üzerlerine gelen ışığın bir kısmını yansıtırlar Böyle olmasaydı, onları göremezdik Ama neden her cisimde aynadaki gibi görüntüler görmeyiz? Ayna yüzeyinin özelliği nedir?

Aynalarda görünüm oluşmasının nedeni arkadaki yüzlerinin çok parlak olmasıdır Yüzey pürüzlü olursa, yansıyan ışınlar birçok doğrultulara dağılır, bu yüzden bir bakış oluşamaz


Dışbükey (konveks) aynadaki görüntü de, düz aynadakine benzer Yüzeyi düz değildir ve dışa içten çıkıntılıdırbir topun yüzeyi veya fincanın dış tarafı da dışbükeydir Konveks aynanın yüzeyi küreseldir ve kürenin bir kısmı şeklindedir Büyük mağazalardaki ve otomobillerdeki aynalar genelde dışbükeydir Konveks aynada cismin görüntüsü, cisimden daha küçüktür Ayrıca görüntünün biçimi de bozulmuştur

Konveks aynalarda yalnız görüntünün büyüklüğü değişmez Görüntünün aynaya uzaklığı, cismin aynaya uzaklığından daha azdır Otomobillerdeki geriyi görme aynalarında arkadan gelen otomobiller daha yakında gibi görülür Reel uzaklıklarını iyi anlamak için dönüp bakmak gerekir
Dışşbükey aynanın ufak bir yüzeyini düzlem ayna gibi düşünebiliriz Aynı şekilde, yeryüzündeki küçük bir yüzeyi de düz olarak görürüz Bu Nedenle, her ışın, düz yüzeyden yansıyor gibi düşünülebilir

Konveks aynanın merkezinden ve tepesinden geçen alışılagelmiş doğruya aynanın ekseni denir Dingil üzerindeki cisimlerin görüntüsü yine eksen üstünde oluşur
Çorba kaşığının arkasıda dışbükey aynadır Kaşığın iç çukur tarafı ise, içbükey (konkav) bir yüzeydir Dışbükey aynalar, ufak görünüm verdikleri halde, konkav aynalardaki görünüm, gövde tarafındadır ve cisimden daha büyüktür Traş aynaları iç bükey ayna şeklindedir

Eğlence parklarındaki güldüren aynaların yüzeyleri dalgalıdır Bir Takım kısımları konveks, bir takım kısımları ise konkav aynadır Bu yüzden, bakınca, bir takım kısımlarımızı büyük, bazılarını ise ufak görürüz

Vücut uzaktan ise, içbükey aynalarda öbür bir manzara oluşurbir traş aynasından yeteri kadar uzakta durursanız kendinizi daha minik görürsünüz bununla birlikte görünüm baş aşağıdır ve aynanın ardındaki değil, önündedir
Bu çeşit görüntüye hakiki manzara denir Görüntünün bulunduğu yerden reel ışınlar geçer Konkav aynaların çok yakınındaki cisimlerin görüntüsü ise, dışbükey aynalardaki gibi hakiki olmayan görüntüdür
koskocoman astronomi teleskoplarında yansıtıcı (reflektör) denilen konkav aynalar vardır Kalifornia ’daki Palomar dağındaki yansıtıcının çapı 508 santimetredir Yıldızların görüntülerini elde etmekte kullanılır Yıldızların görüntülerinin resmi de çekilebilir

Aynalardan diğer, merceklerle de manzara elde edilebilir Mercekler cam disklerden kesilir ve daha sonra yüzeyleri parlatılır Işık, mercekten geçince, doğrultusu değişir Bu olayı anlamak için, ışığın su ve camda nasıl yol aldığını çakmak gerekir Bir ortamdan diğerine geçerken ışığın doğrultusu değişir Buna kırılma denir


Hava ve sırça gibi, öbür iki ortamın sınırını spesifize etmek nedeniyle düz bir çizgi çizin Daha Sonra havadan bir ışın geldiğini gösterin Cama çarptığı yerdeki yüzeyin normalini çizin Işık, sırça içinde yolunu değiştirecek ve kırılmış ışık olacaktır Kırılmış ışının, normalle yaptığı açıya kırılma açısı adı verilir Bu açı, normalin öteki tarafındadır

Kırılma kuralına kadar kırılma açısı, gelme açısından daha küçüktür Yani, ışık, norrmale dürüst yaklaşır Eğer açı, yüzeye teğet olarak gelirse, yani dik açılı ise düz olarak yoluna devam devam eder

Acilen de camdan gelen herhangi bir ışın çizin Bu ışın kırılacak ve havaya çıkacaktır Havadaki kırılma açısı, camdakinden farklıdır Kırılma kuralına göre, kırılma açısı, gelme açısından daha büyüktür Işık, normalden uzaklaşır şekilde yol alır

Bu iki koşul birbirinin benzeridir Havadaki açı, camdaki açıdan daima daha büyüktür Cam, havadan daha yoğun bir maddedir Yoğun olan ortamda, açı daha küçüktür Bu durum öteki ortamlar içinde böyledir Işık, hava ile su arasında kırılıyorsa, sudaki açı daha küçüktür, çünkü su, havadan daha yoğundur

Işık, havadan, daha yoğun bir ortama geçerse, o ortamın yoğunluğuna bağlı olarak kırılır Ortamın yoğunluğu fazlaysa, kırılma açısı küçük olur; yani ışık daha artı bükülür Bu bükülme miktarı, kırılma indisi denilen bir sayıyla gösterilir Yoğunluğu pozitif olan ortamın kırılma indisi de büyüktür
Aynalarda olduğu gibi, mercekler de ışığın doğrultusunu değiştirmek için kullanılır Bir cisimden gelen ışınlar, mercekten geçtikten sonra, diğer bir noktada kesişirler ve sözde oradan çıkıyor gibi olurlar


Yeni noktada bir görünüm oluşur Büyüteçler, iki tarafı da konveks olan merceklerdir Bunları kullanarak, Güneş ışınlarını bir noktada toplayabilirsiniz Bu Nedenle Güneşin bir görüntüsünü elde edebilirsiniz Aynı şekilde pencerenin görüntüsü de görülebilir
Bir büyüteçle, kolunuzu uzatıp tutarak cisimlere bakın Cisimlerden gelen ışınlar, mercekle gözünüz aralarında tek tek yerde birleşir ve ışık bu noktadan baştan gözünüze kazanç Cisimlerin reel görüntülerini görürsünüz Fakat bu görüntüler başaşağı durumdadır

Ufak gök dürbünleri, adi dürbünler ve bir fazla gökbilim dürbününde, cisimlerin hakiki görüntülerini elde etmede dışbükey mercekler kullanılır Bunlara ince kenarlı mercekler adı verilir

Cisimler ince cepheli merceğe yaklaştıkça, görüntüleri, mercekten daha uzak oluşur Fakat cisim, merceğe çok yakınsa, gerçek bir manzara oluşmaz Cisimle benzer tarafta, hakiki olmayan bir manzara oluşur Küçük bir böceğe, büyeteci yaklaştırarak bakınca, böceğin gerçek olmayan bir görüntüsü görülür
Büyüteçteki merceğin iki yüzü de konveks değildir Biri konveks diğeri düzdür Bu müşteri merceğe düzlemkonveks mercek denir Bir yüzü konveks diğeri çukur da olabilir Bunlar ışınların daha az dağılmasını sağlarlar
Ortası, kenarlarından daha ince olan mercekler, büyüteç olarak kullanılamaz Cisimlerin görüntüleri hakiki değildir ve cisimden daha küçüktür Bunlarla gerçek görüş elde edilemez Gözlüklerdeki mercekler daha fazla bu türdendir
Bir cismin veya görüntüsünün fotoğrafını çekebilirsiniz Resim makinesinin merceği iki tarafı dışbükey ince kenarlı mercektir Film üstünde reel gösterme oluşturur

İnsan gözündeki mercek de ince kenarlıdır Gözün ağtabaka denilen arka kısmında, gerçek manzara oluşturur Ağtabakada renkli ışıklar ve görüntüler elektrik sinyallerine dönüşür ve beyine gider

Yapay merceklerin şekli değişemediği halde, göz merceği, yüzeylerini değiştirebilir Eğriliği çok fazlalaşınca, yakındaki cisimleri görür Eğriliği az olunca, uzaktaki cisimleri görür

Fotağraf makinesinin merceğinin belirtilen bir şekli vardır Bambaşka uzaklıktaki cisimlerin görüntüsünü, film üstüne düşürebilmek için, mercek hareket ettirilir

Merceklerin ve aynaların da yapım kusurları olabilir Yüzeylerinin eğriliği değişkense, bulanık görüntülerin oluşmasına yol açarlar Bir noktadan gelen ışınlar, bir noktada birleşmez, farklı yerlerde birleşirler Buna küresel sapma adı verilir Bunu önlemek için, merceklerin yüzeyi tam küresel yapılmaz
Renk sapması sebebiyle de bulanık manzara oluşabilir Çünkü merceğin yapıldığı sırça, farklı renkli ışıkları, farklı miktarlarda kırar Bu yüzden cisimlerin görüntüsü bulanık olur Görüş, renkli şeritler biçiminde görülür Bu sapma, birkaç merceği bir arada kullanarak düzeltilebilir Kullanılan camların kırılma indisleri öbür seçilir

Merceğe gelen ışınların hepsi diğer tarafa geçmez Bir kısmı da geri yansır Bu şart pencere camında görülebilir Bunlar, optik araçlarda gözden düşmüş hatalı görüntülere yol açabilir Bu yansımayı azaltmak için mercekler, ışığı geçiren, lakin yansıtmayan özel bir kimyasal maddeyle kaplanır

Işık, yoğun bir ortamdan, eksik yoğun ortama geçerse, yüzeyin normalinden uzaklaşarak kırılır Bu kırılma öyle fazla olabilir oysa , kırılan ışın, yüzeye teğet olur Bu şart kritik açı denilen belirlenmiş bir geliş açısında olur Geliş açısı, kritik açıdan daha büyükse, kırılma olmaz Gelen tüm ışık, tekrar çok yoğun ortama yansır Buna tam yansıma adı verilir

Mercek: Optik görüntüler oluşturmak için kullanılan, genel olarak küresel yüzeylerle sınırlı, camdan veya ışık kırıcı bir maddeden üretilmiş hacim

Dalga ve titreşimler: Sesötesi mercek, sesötesi titreşimlerin hızının, sesötesi tahlil ortamındakinden (su, insan vücudu) fazla öbür olduğu bir gereç içinde (pleksiglas, kauçuk) gerçekleştirilen ve bu nedenle, sesötesi titreşimler için optik merceklerin ışığa gösterdiğine benzer özellikler bildiren tertibat (Sesötesi mercekler, yankı mikroskopta kullanılır)

Elektron: Elektron merceği, kondansatörlerden (elektrostatik mercek), bobin veya elekromıknatıslardan (elektromanyetik mercek) oluşan ve optik merceklerin ışık demetlerini saptırdığı gibi, yüklü parçacık demetlerini de saptıran eksenel bakışımlı tertibat (Elektron akımlarını yakınsatmaya olanak veren elektron mercekleri birçok aygıtta, bilhassa elektron mikroskoplarında kullanılır)

Mad: Kenarlara doğru incelen, nispeten az kalınlıkta mineral yığını

Oftalmol: Suni gözmerceği genel olarak katarakt nedeniyle çıkarılan gözmerceğinin yerine takılan implant(Afaki durumunda gözlükle yapılan düzeltmeye kadar fazla daha iyi olduğundan büyük bir gelişme göstermiştir:görme alanını bütün görür ve görüntülerin boyutlarını da büyütmez)

Opt: Basamaklı mercek veya Fresnel merceği merkezi bir mercek ile kırıcı ya da yansıtıcı değişik halkalardan oluşan ve koşut aydınlatılmış geniş bir demet almak için deniz fenerlerinde kullanılan optik sistem

Radyotekn: Radyoelektriksel mercek, bir radyoelektrik dalgasının yayılmasında, faz gecikmeleri oluşturmaya yarayan ve bu nedenle yakınsama ya da ıraksama etkileri yaratan düzenek; faz gecikmelerinin değeri gelme açısına ya da düzenekten geçen ışının konumuna bağlıdır

Ansikl Opt: Bir mercek, genel olarak küresel olan iki yüzeyle (diyoptrlar) sınırlı, kırıcı ve şeffaf bir ortamdan oluşur Doğurucuları koşut olan iki silindir yüzeyle sınırlı mercekler de vardır

Mercek: Bir cisimden gelen ışık ışınlarını odaklayarak cismin optik görüntüsünü oluşturmaya yarayan sırça veya bir başka saydam malzemeye denir Resim makinesi, gözlük, mikroskop, teleskop gibi aygıtlarda merceklerden yararlanılır Işık, merceğin içinde hava da olduğundan daha yavaş ilerler;
bu nedenle de ışık demeti hem merceğe girerken hem de mercekten çıkarken kırılır, yani aniden doğrultu değiştirir; merceklerin ışık ışınlarını odaklama etkisi de bu olgudan kaynaklanır




*