MERCEKLER Mercekler mikroskoptan gözlüğe, kameralardan teleskoplara kadar pek çok optik araçta kullanılır. Mercekler genelde camdan ya da sert plastikten yapılan en az bir yüzü küresel araçlardır. Cisimlerin görüntülerini büyütme, küçültme özelliğine sahip, su, cam ya da mika gibi saydam maddelerden yapılmış araçlara mercek adı verilir. Ortası kalın, kenarları ince olan merceklere ince kenarlı (yakınsak) mercekler adı verilir. İnce kenarlı merceği basitçe temsil etmek için çift taraflı ok kullanılır. Kenarları kalın ortası ince olan merceklere kalın kenarlı (ıraksak) mercekler adı verilir. Kalın kenarlı merceği basitçe temsil etmek için aşağıdaki gibi ok uçları içeri dönük bir şekilde gösterilir. Paralel ışın demeti merceğe gönderildiğinde, mercek ince kenarlıysa, ışınlar bir noktada toplanır, mercek kalın kenarlıysa ışınlar bir noktadan dağılıyormuş gibi kırılır. Bu noktaya merceğin odak noktası adı verilir. İnce kenarlı mercekler ışığı toplar, kalın kenarlı mercekler ışığı dağıtır. Bundan dolayı yakınsak ve ıraksak mercek tabirleri de kullanılabilir. Bu durum merceğin kırılma indisinin ortamın kırılma indisinden büyük olması halinde mümkündür. Odak noktasının merceğe olan uzaklığına ise odak uzaklığı denir. Fakat burada odak uzaklığı küresel yüzeylerin yarıçapının yarısı kadar değildir. Eğer merceğin iki küresel yüzeyi de aynı eğrilikte ise hem sağından gelen ışınlar, hem de solundan gelen ışınlar her iki yüzeyde de eşit miktarda kırıldıkları için mercekten eşit uzaklıklarda odaklanırlar. Yani merceğin her iki tarafında olan odak noktaları merceğe eşit uzaklıkta olur.
Merceklerde Odak Uzaklığı Formülü: OF1 = OF2 = f = Odak uzaklığı O = Optik merkez R1 = Tümsek 1. yüzün eğrilik yarıçapı R2 = Tümsek 2. yüzün eğrilik yarıçapı n1 = Ortamın kırılma indisi n2 = Merceğin kırılma indisi Tümsek yüzey için R (+) Çukur yüzey için R (-) Düzlem yüzey için R = (sonsuz) UYARILAR: 1- Odak uzaklığı Pozitif (+) ise mercek yakınsak mercektir. 2- Odak uzaklığı Negatif [(-) Sanal] ise mercek ıraksak mercektir. 3- Camdan yapılmış bir merceğin sudaki odak uzaklığı havadakinden büyüktür. 4- Ortamın kırılma indisi merceğin kırılma indisinden büyükse yakınsak mercek, ıraksak mercek gibi; ıraksak mercekte yakınsak mercek gibi davranır. ***Camın içinde oluşan küresel bir hava kabarcığı bir ıraksak mercek gibi davranır.
İnce Kenarlı (Yakınsak) Mercekte Özel Işınlar: Asal eksene paralel gelen ışınlar mercekte kırıldıktan sonra odaktan geçer. Merceğin merkezinden gelen ışın mercekte yansıdıktan sonra yine merkezden geçer. Merceğin optik merkezine gelen ışın mercekten kırılmadan geçer. Merceğe 3F uzaklığından gelen ışın mercekte kırıldıktan sonra 1,5F den geçer. Merceğin odak noktasına doru gelen ışın, mercekte kırıldıktan sonra F/2 den geçer.
İnce Kenarlı Mercekte Herhangi Bir Işının Kırılması Gelen ışına paralel olacak şekilde, optik merkezden (O) geçen yeni bir eksen çizilir. Buna yardımcı eksen denir. Sonra odaktan asal eksene dik bir çizgi çekilir. Bu çizgiyle yardımcı eksenin kesiştiği noktaya yardımcı odak (F ı ) denir. Yardımcı eksene paralel gelen ışın yardımcı odaktan geçecek şekilde kırılır. Kalın Kenarlı (Iraksak) Mercekte Özel Işınlar: Asal eksene paralel gelen ışınlar, uzantısı odaktan geçecek şekilde kırılırlar. Uzantısı odaktan geçecek şekilde gelen ışın asal eksene paralel gidecek şekilde kırılır.
Uzantısı 2F noktasından geçecek şekilde gelen ışın yine uzantısı 2F noktasından geçecek şekilde kırılır. Optik merkeze gelen ışın kırılmadan gider. İnce Kenarlı ( Yakınsak ) Merceklerde Görüntü Oluşumu ve Özellikleri: 1. Cisim 2F den Ötede : Gerçek Ters Cisimden küçük F 2F arasında 2. Cisim 2F de İse: Gerçek Ters Cismin boyutunda 2F üzerinde 3. Cisim 2F ile F arasında ise: Gerçek Ters Cisimden büyük 2F den ötede 4. Cisim F Üzerinde İse: Işınlar paralel kırıldığından görüntü sonsuzda oluşur. 5. Cisim F ile Mercek Arasında İse: Sanal
Düz Cisimden büyük Cisimle aynı tarafta ve ötede UYARI : Gerçek Görüntü: Merceklerde kırılan ışınların kesişimi ile oluşan görüntülerdir ve perde üzerinde görülebilir. Sanal Görüntü: Merceklerde kırılan ışınların uzantılarının kesişimi ile oluşan görüntülerdir ve perde üzerinde görülemezler. Kalın Kenarlı Merceklerde Görüntü Oluşumu Deneyi: Kalın kenarlı merceklerde cisim nereye konulursa konulsun, görüntünün özelliği daima aynı olur. Görüntünün özellikleri: Sanaldır Düzdür. Cisimden küçüktür. Mercek ile odak arasındadır.
Mercek Formülleri: Yakınsama: Bir merceğin odak uzaklığının metre olarak tersine yakınsama denir. Birimi diyoptri dir.
İnce kenarlı mercekte yakınsama (+) olarak, kalın kenarlı mercekte yakınsaması (-) olarak alınır. Odak uzaklıkları f1 ve f2 olan iki mercek birleştirildiğinde oluşan yeni merceğin odak uzaklığı f, Eğer mercek ince kenarlı ise odak uzaklığı (+), kalın kenarlıysa ( ) alınır. Elde edilen yeni merceğin odak uzaklığının (f) işareti (+) çıkarsa ince kenarlı mercek, ( ) çıkarsa kalın kenarlı mercek özelliği gösterir. Özel Durumlar:
SORULAR 1) 3) 2) 4)
5) 8) 6) 9)
7) 10) 11) 15)
12) 16) 13) 17)
18) 22) 19) 23)
20) 24) 21) 25) 28)
26) 29) 27) 30)
31) 34) 32) 35)
33) 36) 37)
38) 39)
40) 41) 42)
43) 44)
45) 46)
47)
48) 49)
50) CEVAP ANAHTARI 1-D 22-E 43-C 2-C 23-B 44-A 3-D 24-B 45-D 4-B 25-C 46-E 5-A 26-A 47-C
6-E 27-D 48-D 7-A 28-A 49-A 8-C 29-D ve E 50-E 9-A 30-C 10-D 31-A 11-D 32-C 12-B 33-E 13-C 34-B 14-A 35-C EZGİ İLKİMEN 15-B 36-A 10-B 16-C 37-C 456 17-B 38-E 18-A 39-C 19-C 40-A 20-D 41-D 21-E 42-A