Anahtar Kavramlar ince kenarl mercek kal n kenarl mercek odak noktas Bilinmeyen bir tarihte tesadüfen keşfedildiği söylenen camın insanoğlu için bu kadar faydalı olacağını kimse tahmin edemezdi. Camın ışığı soğurma, yansıtma ve kırma özelliklerinin fark edilmesi, ondan çok geniş bir alanda yararlanılabileceğinin de habercisiydi. Bilim insanları, zamanla camdan veya başka saydam maddelerden yapılan merceklerle de ışığın kontrollü kullanılabileceğini keşfettiler. Artık ışığı kıran bir sistem olarak mercekler üzerine yoğunlaşmanın zamanıydı. Merak edilen birçok soruya cevap bulmak için, gözlem araçların n yap m nda yararlanılan merceklerin özelliklerini kavramaya ne dersiniz? Öyleyse mercekleri bir etkinlikle tanımaya çalışalım. 9. Etkinlik Bulal m, Keflfedelim Mercekleri nceleyelim Bunları Yapalım Verilen merceklere yakından bakarak onların şekillerini, benzerliklerini ve farklılıklarını defterimize not edelim. Bu merceklerle kitaptaki yazılara, ellerimize ve yakınımızdaki diğer nesnelere bakal m. Gördüklerimizi defterimize not ederken hangisine ne tür mercekle baktığımızı da belirleyelim. Araç-Gereçler Araç ve Gereçler ince ve kalın kenarlı mercekler el feneri küçük plastik tarak oyun hamuru Mercekleri oyun hamuruyla masan n üzerine belirli aral klarla sabitleyelim. El fenerinden yay lan fl nlar n önüne tara koyarak paralel fl nlar elde edelim. Bu fl nlar masan n yüzeyine te et şekilde sabitlenmifl merceklerin üzerine gönderelim. Her bir mercek taraf ndan k r lan fl k fl nlar n n yolunu gözlemleyelim. Mercekleri elimize alarak pencereden içeri giren güneş ışığına tutal m. Mercekten geçen ışığı tek bir mercek yardımıyla kâğıt üzerine düşürmeye çalışal m. Sonuca Varalım nce ve kal n kenarlı mercek ışığı nasıl kırdı? nce ve kalın kenarlı mercekler cisimlerin nasıl görünmesini sağladı? 217
21 Mercekler en az bir yüzü küresel olan saydam cisimlerdir. Cam veya plastik gibi saydam maddelerden yapılır. Işığı kırarak görüntü oluşturur. Verdikleri bu görüntüler cisimden büyük ya da küçük olabilir. Size verilen mercekleri elinizle dikkatlice yokladığınızda bazılarının kenarlarının ortalarına göre ince, bazılarının ise kalın olduğunu anlarsınız. Kenarları ortalarına göre ince olan mercekler ince kenarlı (yakınsak), kalın olanlar ise kalın kenarlı (ıraksak) mercek olarak adlandırılır. Yanda birbirinden farklı ince kenarlı mercekler görülmektedir. Bu mercekleri pratik olarak yan ndaki oklu çizimle temsil ederiz. Yakınsak merceğe sonsuz uzaktan gelen paralel ışık ışınları mercekten geçerken kırılarak bir noktada toplanır ve buradan tekrar yayılır. Kırılma, merceklerde iki kez gerçekleşir. lki merceğe girişte, ikincisi ise mercekten çıkışta meydana gelir. Kırılan ışık ışınları bu iki kırılma sonucunda bir noktada toplanır. nce kenarlı merceklerde kırılan ışınların toplandığı bu noktaya ince kenarlı merceğin odak noktası denir. Odak noktas Odak uzakl Bir kitap sayfas na ince kenarlı mercekle baktığımızda yazıları olduğundan büyük görürüz. nce kenarlı mercekler belli bir mesafede cisimlerin düz ve büyük bir görüntüsünü verdiğinden kuyumcular, antikac lar ve araflt rmac lar bu mercekleri büyüteç olarak kullanırlar. 130. s. Kalın kenarlı mercekler, yandaki gibi farklı şekillerde olabilir. Bu mercekleri pratikte sa da gördü ümüz ters oklu bir çizimle temsil ederiz. Odak noktas Sonsuz uzaktan gelerek kalın kenarlı mercek üzerine düşen paralel ışık fl nlar bir noktadan çıkıyormuş gibi dağılarak kır l r. Kırılan ışınların uzant lar fl n geldi i taraftaki bir noktada kesiflir. Odak uzakl Işık ışınlarının uzantılarının kesiştiği bu nokta, kalın kenarlı merceğin odak noktasıdır. Bir kalın kenarlı mercekten bakarsanız etrafınızdaki cisimlerin çoğunu görürsünüz. Ancak bu görüntüler cisimlerden küçüktür. Merceklerin büyüklüğünde bir sınırlama yoktur. Mercekler kullanılacağı yere göre uygun büyüklükte yap labilir. Merceklerden yaygın olarak göz kusurlarının düzeltilmesinde yararlanılır. 218
Ifl k 22 131. s. Göz kusurları olan miyop ve hipermetrobun meydana çıkış sebeplerinden biri, ince kenarlı olan göz merceklerimizdeki yapısal bozukluklardır. Hiç projeksiyon cihaz n açtığınızda onun ekrana yansıttığı görüntünün bulanık olduğunu gözlediniz mi? Görüntüyü netleştirmek için ayar düğmesi ile merceği ilerigeri hareket ettirirsiniz. Göz kusurlarının düzeltilmesinde yararlanılan Hipermetrop Miyop Hipermetrobun düzeltilmesi Miyobun düzeltilmesi gözlük veya kontak lensler de benzer görevi yerine getirir. Birer mercek olan gözlük ya da kontak lens kullanıyorsanız bunların sizin daha iyi görmenizi sağladığını bilirsiniz. nce kenarlı mercekler kullanılarak yapılan gözlük ve kontak lensler hipermetrop göz kusurunu gidermede kullanılır. Kalın kenarlı mercekler kullanılarak yapılan gözlük ve lensler ise miyop göz kusurunun düzeltilmesinde kullanılır. Eğer dürbünle bir ağacın tepesindeki kuşları izlediyseniz veya bir futbol maçında futbolculara baktıysanız dürbünlerdeki merceklerin uzaktaki nesneleri gerçekte olduklar ndan daha yakında ve daha büyük gösterdiğini de bilirsiniz. Bir mikroskop, merceklerinin de yard m yla gözle görülemeyecek kadar küçük olan hücreleri görünür hâle getirir. Uzaktaki gök cisimlerine teleskopla bakarsanız onları daha net görebilirsiniz. Büyüteç, mikroskop, teleskop, projektör ve dürbün gibi araçlarda hangi tür merceklerin kullanıldığını araştıralım. Bunlarla ilgili bir poster sunusu hazırlayıp arkadaşlarımızla paylaşalım. Bir aile toplantısın n ölümsüz hâle getirilmesi kamerayla sa lanabilir. Kameralarda di er elemanlar n n yan nda mercekler de bulunur. Mikroskop, teleskop ve dürbün gibi araçlar gözlem ve inceleme araçlarıdır. Bu araçlarda birden fazla mercekten meydana gelen mercek sistemi mevcuttur. Örneğin basit bir mercekli teleskopta; bir uçta büyük odak uzaklığına sahip ince kenarlı mercek olan objektif bulunurken, gözlemcinin baktığı tarafta daha küçük odak uzaklığına sahip ince kenarlı bir mercek olan oküler bulunur. Objektif mercek iç içe geçmiş kızaklı sistemle hareket ettirilip ayarlanarak uzak bir cisimden gelen ışık ışınlarını toplar ve net bir görüntü oluşturur. Bu görüntüden gelen ışınlar okülerden geçerken kırılarak paralel hâle gelir. Okülerden bakıld nda ışığın kırıldığı fark edilmez. Ancak cisimler çıplak gözle göründüklerinden daha büyük görünür. Siz de mercekleri kullanarak doğa gezileri ve spor karşılaşmalarında yararlanabileceğiniz şekildeki gibi bir dürbün yapabilirsiniz. Bunun için ihtiyaçlarınız flunlard r: Objektif olarak kullanmak üzere odak uzaklığı 20 cm olan ince kenarlı bir mercek, Oküler olarak kullanmak üzere odak uzaklığı 10 cm olan kalın kenarlı bir mercek, ki bağlama parçasıd r. nce kenarl mercek Kal n kenarl mercek 219
Kırılma mı, Yansıma mı? Işık ışınlarını yansıtan yüzeyler onu geldiği ortama geri gönderir. Yansıma olayında ışık ışınlarının etkileştiği yüzeyin cinsi ne olursa olsun her zaman gelme açısı yansıma açısına eşit olur. Ancak kırılma olayında maddenin cinsi, kırılma açısını etkiler. Bir ortamdan başka bir ortama dik olarak gönderilen ışık ışınları doğrultusunu değiştirmezken farklı açılar altında gönderilen ışık için gelme açısı hiçbir zaman kırılma açısına eşit olmaz. Düzlem ayna gibi düzgün yansımaya sebep olan yansıtıcıların verdiği görüntüler cisimle aynı büyüklükte olur. Merceklerin kırılma olayı sonucunda verdi i görüntüler ise kimi zaman cisimden büyük, kimi zaman cisimle aynı büyüklükte, kimi zaman da cisimden küçük olur. nce kenarl mercekler fl k rarak bir noktada toplarken, istemedi imiz baz olaylara da sebep olabilir. 10. Etkinlik Mercekler elere Sebep Olabilir? Bulal m, Keflfedelim Bunları Yapalım nce kenarlı mercek ile güneş ışığını bir kâğıt üzerine odaklayalım. Merceği ve kâğıdı oynatmadan bir süre bekleyelim. Aynı işlemleri mercek yerine bir cam şişe kullanarak tekrarlayalım. Sonuca Varalım Gerek mercekle gerekse cam şişe ile güneş ışığını kağıt üzerine odaklayıp bir süre bekledikten sonra ne gözlemledik? Araç-Gereçler Araç ve Gereçler ince kenarlı mercek (büyüteç) cam şişe kâğıt 23 131. s. Mercekler fl k rarak do rultusunu de ifltirir. Kal n kenarl mercekler k rd bu fl nlar bir noktadan geliyormufl gibi da t rken ince kenarl mercekler bir noktada toplar. nce kenarl merceklerin bu özelli inden yararlanarak günefl fl nlar n kâ t üzerinde istedi imiz bir noktaya toplayabiliriz. Toplanan yo un fl k fl nlar kâğıdın bu noktasının sıcaklığının tutuşma sıcaklığına kadar yükselmesini sa layarak onun yanmas na sebep olur. Aynı etkiyi cam şişede de gözlemek mümkündür. Cam şişe yard m ile bir noktada toplanan fl k bir süre sonra kâğıdın yanmas na sebep olur. Ayn flekilde çevreye gelişigüzel bırakılmış cam ve şişe kırıkları veya içerisinde su bulunan pet şişeler çok sıcak ve kurak iklimlerde mercek etkisi yaparak yangınlara sebep olabilir. Afla da bununla ilgili bir gazete haberi yer almaktadır. Cam Kırıkları Cenneti Yaktı! Türkiye nin en büyük sulak alanlarından Sultansazlığı Kuş Cenneti nin bir bölümünü kül eden yangına, çevreye gelişigüzel atılmış cam ve şişe parçalarının yarattığı mercek etkisinin neden olduğu belirtildi. Sultansazlığı Kuş Cenneti ndeki yangın, 14 saat süren yoğun çabalar sonucu dün sabaha karşı saat 02.00 sıralarında söndürülebildi. Yangın sonucunda, yaklaşık 50 hektarlık alandaki kurumuş ot ve kamışlar kül olurken bir çok kuş türü de telef oldu. 220
Ifl k Okuduğunuz gazete haberi, piknik alanlarında, ormanlık alanlarda veya sazlıklarda gördüğümüz ışığı odaklama özelliği olan her bir cismin oradan uzaklaştırılmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bunu yapmak, hem insanlığa ve doğaya hem de vatanımıza duyduğumuz sevginin bir gereğidir. Aşağıda düz cam, su, düz ayna, küresel aynalar ve mercekler üzerine ışık ışınları gönderiliyor. Işığın bu ortam ve cisimlerle etkileşimlerine uygun çizimleri defterimize yapalım. Verilen ortam ve cisimlerin hangilerinde yansıma, 53 o hangilerinde kırılma, hangilerinde hem kırılma hem de yansıma olduğunu belirtelim. Düz ayna Yansıma ve kırılma olayları arasındaki benzerlik ve farklılıkları açıklayalım. Tespitlerimizi defterimize yazarak arkadaşlarımızla paylaşalım. Su Cam Kendimizi De erlendirelim Afla da verilen mercekleri sınıflandırarak hangilerinin ışığı dağıttığını, hangilerinin topladığını defterimize yazal m. a. b. c. ç. d. e. 221