Mercekler Konu Anlatımı (İnce ve Kalın Mercekler, Işınım Yolu ve Görüntü Çizimleri)

0
Advertisement

Mercekler konu anlatımı. Ağırlıklı olarak 12. sınıf fizik dersi mercekler konusu özeti. İnce ve kalın kenarlı mercekler, ışınım yolu, görüntü çizimleri, bağıntılar konu anlatımı

Mercek

  • İki küresel yüzey veya bir düzlemle bir küresel yüzey arasında kalan saydam ortamlara mercek denir.
  • Merceğin uç kısmı orta kısmından ince olan merceklere ince kenarlı ya da yakınsak mercek denir.
  • Uç kısmı orta kısmından kalın olan merceklere, kalın kenarlı ya da ıraksak mercek denir.
  • Işığın toplandığı nokta odak noktası ve bu noktanın merceğe uzaklığı odak uzaklığıdır.
  • Merceğin tam ortasından geçen eksene asal eksen, merceğin tam orta noktasına ise optik merkez denir.
  • Merceğin havaya göre odak uzaklığı, suya göre odak uzaklığından daha küçüktür.

Dış ortamın kırılma indisi merceğin kırılma indisinden büyük olursa, ince kenarlı mercek kalın kenarlı mercek gibi, kalın kenarlı mercek de ince kenarlı mercek gibi davranır. Eğrilik yarıçapı büyük olan merceğin odak uzaklığı daha büyüktür. Aynı boydaki şişman merceğin odak uzaklığı zayıf merceğin odak uzaklığından daha küçüktür. Aynı şartlarda farklı renk yani farklı frekanstaki ışıkların kırıcılık indisi aynı değildir. Merceğin kırmızı ışığa göre odak uzaklığı, mor ışığın odak uzaklığına göre daha büyüktür.

İnce Kenarlı Mercekte Özel Işınlar

Asal eksene paralel gelen ışın, odaktan geçecek şekilde kırılır. Odaktan geçecek şekilde gelen ışın, asal eksene paralel gider. Asal eksen üzerinde ve merceğe uzaklığı 2F olan bir noktadan gelen ışın, mercekte kırıldıktan sonra, asal ekseni mercekten 2F uzakta keser. Merceğin optik merkezinden geçecek şekilde gelen ışın doğrultu değiştirmeden gider.

Advertisement

Herhangi Bir Işının Yolu

Gelen ışığa paralel ve optik merkezden geçen bir yardımcı eksen çizilir. Sonra gerçek eksenin odağından dikme çıkılır. Yardımcı odak F’ bulunur ve ışık bu odaktan geçirilir.

Kalın Kenarlı Mercekte Özel Işınlar

Asal eksene paralel gelen ışın, uzantısı odaktan geçecek şekilde kırılır. 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. (Paralel kayma miktarını ihmal ediyoruz.)

Herhangi Bir Işının Yolu

Kalın kenarlı mercek yardımcı eksen (ikincil eksen) çizilerek odak noktasından dik inilir ya da çıkılır ve ikincil odak (F’) bulunur, ikincil eksene paralel gelen ışının uzantısı ikincil odaktan geçecek şekilde kırılır. Asal ekseni keserek gelen ışın nereden gelirse gelsin kırıldıktan sonra uzantısı odak ile mercek arasından geçer. Odak ile merceğin orta noktasına yönelik gelen ışın odaktan geçecek şekilde kırılır. Odaktan geçerek merceğe gelen ışın mercekte kırıldıktan sonra uzantısı f/2 den geçer.

Advertisement

İnce Kenarlı Mercekte Görüntü Çizimleri

Kırılan ışınların kendileri kesişiyor ise görüntü gerçek, uzantıları kesişiyorsa görüntü zahiri yani sanaldır. Cisim 2F noktasının dışında ise görüntü F ile 2F arasında ters, gerçek ve boyu cismin boyundan küçüktür.

Cisim 2F de ise görüntüsü 2F de ters, gerçek ve boyu cismin boyuna eşittir. Cisim 2F ile F arasında ise görüntüsü 2F nin dışında, ters, gerçek ve boyu cismin boyundan büyüktür. Cisim F de ise görüntüsü sonsuzda olur.

Cisim sonsuzda ise, görüntüsü F de, gerçek ve noktasaldır. Cisim mercekle F arasında ise, görüntü cismin arkasında, düz, zahiri ve boyu cismin boyundan büyüktür.

Kalın Kenarlı Mercekte Görüntü Çizimi

Cisim nerede olursa olsun görüntü her zaman cismin olduğu taraftaki odakla mercek arasında düz, zahiri ve boyu cismin boyundan küçük olur. Cisim merceğe yaklaştıkça görüntü de merceğe yaklaşır ve boyu büyür. Cisim sonsuzda iken görüntü odakta nokta halinde olur.

Merceklerde Bağıntılar

Merceklerdeki bağıntılar şekildeki taralı benzer üçgenlerden, benzerlik kuralları uygulanarak bulunur.

m: Büyütme
Hc: Cismin boyu
Hg: Görüntünün boyu
Dc: Cismin merceğe uzaklığı
Dg: Görüntünün merceğe uzaklığı

\displaystyle \pm \frac{1}{f}=\pm \frac{1}{{{D}_{c}}}\pm \frac{1}{{{D}_{g}}}
\displaystyle m=\frac{{{H}_{g}}}{{{H}_{c}}}=\frac{{{D}_{g}}}{{{D}_{c}}}

Advertisement

Bağıntıda, görüntü gerçek ise Dg uzaklığı (+), zahirî ise (-) alınır. Odak uzaklığı ince kenarlı mercekte (+), kalın kenarlı mercekte ise (-) alınır.

Özel Durumlar

  1. Cisim, odak uzaklığı f olan ince kenarlı mercekten 3f kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f/2 kadar uzakta olur ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur.
  2. Cisim ince kenarlı mercekten 3f/2 kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f kadar uzakta olur ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur.
  3. Cisim ince kenarlı mercekten f/2 kadar uzakta ise, görüntü cisimle aynı tarafta, mercekten f kadar uzakta ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur.
  4. Cisim kalın kenarlı mercekten f kadar uzakta ise görüntü mercekten f/2 kadar uzakta ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur.

Miyop Göz Kusuru

Göz kusurlarından biri olan miyopluk yakını görüp uzağı net görememe durumudur. Yani miyop göz kusuru olanlar yakındaki cisimleri görmede bir problem yaşamazken uzaktaki cisimleri net olarak göremezler. Miyop gözde görüntü mercekle retina tabakası arasında oluşur. Bu göz kusurunu düzeltmede kalın kenarlı mercek ya da lens kullanılır.

Kalın kenarlı mercek cisimden gelen ışınları dağıtarak kırdığı için göz merceği, görüntüyü retina tabakası üzerinde oluşturur.

Hipermetrop Göz Kusuru

Bir diğer göz kusuru olan hipermetropluk yani uzağı görüp yakını net görememe durumudur. Hipermetrop göz kusuru olanlar uzaktaki cisimleri görmede bir problem yaşamazken yakındaki cisimleri net olarak göremezler. Bu göz kusurunu düzeltmede ince kenarlı mercek ya da lens kullanılır.

Yakınsama

Gözlük numaraları bilimde diyoptri birimi ile ifade edilir. Diyoptri merceğin yakınsamasının birimidir. Bir merceğin yakınsaması o merceğin metre cinsinden odak uzaklığının tersi alınarak bulunur.

Yakınsama = 1 / odak uzaklığı (m)
Y = 1 / f

İnce kenarlı merceklerin odak uzaklıkları pozitif (+), kalın kenarlı merceklerin odak uzaklığı negatif (-) olarak hesaplanır.


Leave A Reply