Yakınsak mercek nedir ve ne işe yarar, İnce kenarlı mercekler nedir, Mercek hakkında bilgi.
Saydam ortamlardan, iki küre yüzeyi veya bir küre yüzeyi ve bir düzlem yüzle ayrılmış olan saydam bir ortaya mercek denir.
Mercekler, umumiyetle camdan yapılırlar.
Mercekler ince kenarlı ve kalın kenarlı olmak üzere ikiye ayrılırlar.
İnce kenarlı merceklere Yakınsak Mercek, kalın kenarlı merceklere Iraksak Mercek denir.
Asal aksan: Bir merceğin yüzeylerine ait olan kürelerin merkezlerini birleştiren doğruya, merceğin asal ekseni denir. Asal eksen daha çok küresel aynalarda kullanılır. Merceklerde asal eksen yerine optik eksen ifadesi kullanılır.
Optik merkez: Optik eksenin (Asal eksenin) merceği kestiği noktadadır. (0) ile gösterilir.
Odak noktası: Sonsuzdan gelen ışınlar birbirlerine paraleldirler. Birbirine paralel gelen ışınlar mercekte kırıldıktan sonra bir noktada kesişirler (toplanırlar), bu noktaya Odak noktası denir. Iraksak merceklerde Odak noktası zahiridir. Yakınsak mercek (ince kenarlı mercek) te ise odak noktası hakiki (gerçek)dir. Zira ışık ışınlarının kendilerini kesim noktasıdır. Iraksak merceklerde ışınların uzantılarının kesim noktalarıyla odak noktası meydana geliyordu. (F) ile gösterilir.
Odak uzaklığı: Optik merkez ile odak noktası arasındaki uzaklıktır, (f) olarak gösterilir.
Yakınsak merceğe paralel gelen ışınlar (ışınlar, sonsuzdan veya güneşten gelirlerse paralel olarak geldikleri kabul edilir) mercekten geçtikten sonra kesiştikleri (toplandıkları) yerde ışınları gönderen cismin (güneşten geliyorsa güneşin) bir görüntüsü meydana gelir. Böylece odağın yeri bulunur. Merceğin optik merkezinden itibaren bu görüntünün uzaklığı ölçülürse odak uzaklığı bulunur.
Işık ısınlarını merceğin diğer yüzüne düşürürsek gene, ışık ışınları mercekten geçtikten sonra bir yerde toplanırlar. Bu nokta da odak noktasıdır Yani bir yakınsak merceğin, eşit uzaklıkta iki odağı vardır. Odaklardan birisi merceğin bir tarafında, diğeri de diğer tarafındadırlar (simetrik iki nokta). İnce kenarlı (yakınsak) merceklerden geçen ışık ışınları birbirlerine yaklaşırlar. Bu yüzden ışınları yaklaştıran (toplayan) mercek anlamına gelen yakınsak mercek adını alırlar. Halbuki kalın kenarlı merceklerde, ışınlar mercekten geçtikten sonra dağılırlar.
Işınları dağıttığından dolayı böyle merceklere de uzaklaştıran anlamına gelen ıraksak mercekler denir. Yakınsak merceklerde odak uzaklıkları hakikidir. Bunun için (+) işareti verilerek hakiki (gerçek) olduğu belirtilmiş olur. Iraksak merceklerde ise odak uzaklıkları zahiri olduğundan (ışınların uzantılarının kesim noktalarından meydana geldiğinden) (-) işareti ile gösterilirler. (-) eksi işaret zahiri anlamını taşır.
Yakınsak merceklerde görüntü çizimi için özel ışınlar kullanılır. Özel ışınların çizilişleri (geldikleri doğrultular belli, gittikleri doğrultular belli olan ışınlar) kolay olduğu için bu ışınları devamlı kullanırız. Özel ışınlar çukur aynalarda olduğu gibidir. (Tek farkla, çukur aynada yansıma yaparlar.)
Aynı özel ışınlar ıraksak merceklerde de yardır.
Özel ışınlardan en az iki tanesini kullanarak görüntüleri çizebiliriz. Işınların üçünü de alıp görüntüyü çizebiliriz. Hatta daha başka ışınlar da alınarak (ışık kaynağından veya ışıklı cisimden çok sayıda ışınların çıktığını hatırlayınız.) aynı görüntü, aynı yerde çizilebilir. Fakat çizim karışabileceğinden en az İki ışınla görüntünün yerini belirlemek yeterli olur.
Özel ışınlar:
Optik ekmene paralel gelen ışık ışınları, mercekten geçtikten sonra (kırıldıktan sonra), karşı taraftaki odak noktasından geçerek, yoluna devam eder.
2- Odak noktasından geçen ışık ışınları mercekte kırıldıktan sonra optik eksene paralel olarak gider.
3- Optik merkezden geçen ışık ışınları kırılmadan yollarına devam ederler.
Yakınsak merceklerde cismin yerine görüntüsünün yeri:
1- Cisim sonsuzda İse görüntüsü odak noktasıdır (Odak noktasının tayini).
2- Cisim sonsuzla odak noktasının iki kat, arasında (2 Rç»)olursa görüntüsü merceğin diğer tarafında odak ile iki odak uzaklıkları (noktaları) arasındadır. Cisimden küçük, ters ve hakiki (gerçek)dlr.
3- cisim İki odak noktasında (2 F) İse görüntüsünde merceğin diğer tarafındaki odak noktasının iki katı uzaklığında (2 F) bulunur. Görüntü cisme eşit, ters ve hakiki (gerçek)dir.
Cisim nokta şeklinde ise görüntü de nokta şeklinde olur.
4- Cisim 2 F ile F arasında ise görüntü de nokta şeklinde olur.
5- Cisim F (odak) noktasında ise görüntüsü sonsuzda olur.
6- Cisim F ile mercek (optik merkez) arasında olursa görüntü zahiri (görünen -cisimle aynı tarafta- büyük ve düz olur. Büyüteç).
Yakınsak merceklerle ilgili problem gözerken 1/f = 1/u + 1/formülünü kullanırız. Bu formülde: f odak uzaklığını,
u—»cismin merceğe (optik merkeze) olan uzaklığını,
Görüntünün merceğe olan uzaklığını sembolize eder. Boyca büyütme için: c£ = u/u’ formülü kullanılır. Bu formülde, c cismin boyunu, g görüntüsünün boyunu, u cismin merceğe uzaklığını, u’ görüntünün merceğe olan uzaklığını sembolize eder.
Iraksak merceklerde ise;
-1/f=1/U-1/U’
c£ = u/u’ formülleri kullanılır.