Merceklerin Kullanım alanları

Merceklerin Kullanım alanları
Gözlük
Büyüteç
Mikroskop
Dürbün
Teleskop
Fotoğraf makinesi
Projektör
Periskop
www.nedir-nedir.com
MERCEKLER ve KULLANILABİLEN ALANLAR
(-)Miyop
Miyop bir gözün ön-arka çapı normalden uzun olduğundan, göz merceği belirli bir uzaklığın ötesindeki nesneleri ağ
tabakada odaklayamaz.İçbükey(Konkav) mercekler miyop tedavisinde kullanılır.
(+)Hipermetrop
Hipermetroplarda ise gözün ön-arka çapı normalden kısadır. Göz merceği yakındaki nesnelerin görüntülerini ağtabakanın
üzerine düşürecek kadar eğriliğini değiştiremez. Böylece, görüntü ağ tabakanın arkasında oluşur. Yakınsak mercekle,
kırılma derecesi artan ışınların toplanacağı odak uzaklığı kısalır ve görüntü ağ tabakanın üzerine düşer.Tedavisinde
dışbükey(Konveks) mercekler kullanılır.
(-,+)Astigmat(-,+)
Saydam tabaka eğriliğinin düzensizliğine bağlı bir görme kusuru olan astigmatlığın düzeltilmesinde silindirik mercekler
kullanılır.Astigmatlıkta,sayda m tabaka üzerinde birbirini dik olarak kestiği varsayılan iki eksenin eğriliği birbirinden
farklıdır. Böylelikle paralel iki ışık demeti, merceğin odağında bir nokta değil, çizgi oluşturur. Bu ise görüntünün
bozulmasına yol açar. Silindirik mercekler bu iki eksende eğrilik farkını, her eksen için farklı güçte kırarak ortadan
kaldırır. Bazı durumlarda,merceklerin güneş gözlüğü işlevi de görerek göze gelen ışınları süzmesi istenir.Bu amaca uygun
çeşitli renkli mercekler vardır.Bunlar,ışık tayfının bütün dalga bütün dalga boylarını belirli ölçüde emerek ışık şiddetini
azaltabilir.Tayftaki ışınların bir bölümünü geçirmeyen renkli merceklerde vardır.Bazı mercekler ise morötesi ışınları
emer.Kayakçılar,morötesi ışınların zararlı etkisini önlemek için bu mercekleri kullanır. Mikroskop
Galilei teleskoptan daha küçük ölçülerde bir silindire yine mercekler yerleştirerek "occhialino" adını verdiği mikroskobu
yaptı. 1619 - 1624 yılları arasında bu aletten çok sayıda üretti.
Teleskop
Aslında mercekleri kullanarak uzağı gören aletler Galilei'den daha önce yapılmıştı. Ancak bu aletleri, yıldızları ve
gezegenleri inceleyecek kadar güçlü hale getiren o oldu. Silindirin göz dayanan kısmına ve diğer ucuna mercekler
yerleştiren Galilei teleskopu bulmuş oldu. 1609 yılında yaptığı teleskopla birçok astronomik gözlem gerçekleştirdi.
Bunların arasında Ay'ın yüzeyindeki kraterlerin ilk kez tespit edilmesi de vardı.
yansıma hakkında bilgi
Işık ve başka elektromagnetik ışınım türlerinin en önemli özelliklerinden ikisi yansıma ve kırılmadır Her iki
olgunun da önemli uygulama alanları vardır
Kendisi ışık salmayan bir cismin görülebilme*si için, bu cismin üzerine bir ışığın düşmesi ve cismin bu ışığı
yansıtması, yani geri yollaması gerekir Cismi görülebilir kılan, o cisimden yansıyıp göze gelen ışıktır Isı, ses
ve radyo dalgaları ile öteki elektromagnetik dalgalar da yansıyabilir
Yansıtıcı yüzeydeki pürüzler yansıyan dal*ga boyuna oranla çok küçük değilse, düzgün bir yansıma
gerçekleşmez (Dalga boyu, bir*birini izleyen iki dalganın tepe noktalan arasındaki uzaklıktır) Girintili
çıkıntılı ya da parçalanmış kayalıklar deniz dalgalarını yan*sıtmaz Aynı biçimde, dalga boyu aralığı yaklaşık
400-740 nanometre (1 nanometre=0,0000001 cm) olan ışık dalgalarını da an*cak son derece iyi
parlatılmış yüzeyler düzgün biçimde yansıtır Daha kaba yada pürüzlü yüzeyleri ise ışığı saçılıma uğratır;
çünkü bu tür yüzeyleri eğim açıları birbirinden farklı, çok sayıda, çok küçük yüzey parçacığından oluşur ve
bu parçacıkların her biri, ışığı bir doğrultuda yansıtan bir yansıtıcı işlevi görür Bu maddenin basılı olduğu
sayfa buna bir ör*nektir; sayfa beyaz gözükür, çünkü yüzeyin*deki çok sayıda minik pürüz her doğrultuda
beyaz ışık yansıtır
Işık yada başka türden bir dalga hareketi düzgün bir yansıtıcıya çarptığında, yansıtıcı yüzeye hangi açıyla
gelmişse o kadarlık bir açıyla geri bükülür Düzlem (düz) aynaya bakan biri kendisinin doğal büyüklükteki
görüntüsünü görür; ama, sol gözü görüntü*nün sağ gözü, sağ gözü ise görüntünün sol gözü haline
gelmiştir Ayrıca kendisi aynanın ne kadar önündeyse, görüntüsü de aynanın o kadar "ardında" gözükür Bu
sonuçları doğu*ran yansıma yasalarıdır Yasalardan biri, ci*simden gelen ışın hangi açıyla aynaya
çarpmışsa, yansıyan ışığın da buna eşit bir açıyla aynadan ayrılacağını söyler Her iki ışın da aynı düzlem
üzerindedir; yani bu iki ışın düz bir kâğıt üzerine çizilebilir Düz aynada olu*şan görüntü ekran üzerine
düşürülemez; bu, bir sanal görüntüdür Düz aynadan yansıma basit bir periskopta kullanılabilir.
Işığın kırılması
Işığın kırılma indisi farklı bir saydam bir maddeden diğerine giderken yönünde bir değişme olur. İste buna kırılma diyoruz.Bir bardak
alıp içine bir kasık koyup bakarsak pek bir farklılık görmeyiz fakat bardağa su doldurursak içindeki kasığı eğilmiş görürüz.
MERCEKLER
İki küresel yüzey veya bir düzlemle bir küresel yüzey arasında kalan saydam
ortamlara mercek denir.
Şekildeki gibi yüzeyler kesişiyorsa ince kenarlı mercek olur ki bu mercek
üzerine gelen bütün ışınları her iki yüzeyden kırarak asal eksenine yaklaştırır.
Mercekler yüzeylerin şekline göre iki tip olabilir.
Şekildeki gibi yüzeyler kesişmiyorsa bu merceklere kalın kenarlı
mercek denir. Kalın kenarlı mercek ışığı her iki yüzeyden kırarak
asal eksenden uzaklaştırır.
Kısacası ince kenarlı mercekler ışığı toplar, kalın kenarlı mercekler ışığı dağıtır.
Bu durum merceğin kırılma indisinin ortamın kırılma indisinden büyük
olması halinde mümkündür.
i merceklerde ışığın toplandığı nokta odak noktası ve bu noktanın
merceğe uzaklığı odak uzaklığıdır. Fakat burada odak uzaklığı küresel
yüzeylerin yarıçapının yarısı kadar değildir ve merceğin hem sağından
gelen ışınlar hemde solundan gelen ışınlar her iki yüzeyde de eşit
miktarda kırıldıkları için mercekten eşit uzaklıklarda odaklanırlar. Bir
mercekte odak uzaklığı;
1. Merceğin yapıldığı maddenin ve içinde bulunduğu ortamın kırılma indisine
2. Merceğin yan yüzeylerinin eğirilik yarıçapının büyüklüğüne ve cinsine (Çukur veya tümsek)
3. Kullanılan ışığın cinsine (Camın bütün ışıklar için kırıcılık indisi farklıdır.) bağlıdır.
Merceğin havaya göre odak uzaklığı, suya göre odak uzaklığından daha
küçüktür.
Merceğin bulunduğu ortamın kırılma indisi artarsa odak uzaklığı da artar ve ortamın kırılma indisi merceğin kırılma indisine eşit
olduğunda, ışık hiç kırılmaz. İster ince, isterse kalın kenarlı mercek olsun. Eğer 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.
Yani mercek karakter değiştirir.
Eğrilik yarıçapı büyük olan merceğin odak uzaklığı daha büyüktür. Aynı boydaki şişman merceğin odak uzaklığı zayıf merceğin odak
uzaklığından daha küçüktür. Ayrıca bir mercek ortadan ikiye bölünürse, bölünen merceklerin odak uzaklıkları ilk durumdakine göre
daha büyük olur.
Ortamların ışıklara karşı gösterdikleri kırılma indisi aynı değildir. Bunu prizmadan hatırlıyoruz.
nmor > .... > nkırmızı olduğundan odak uzaklığı ışığa göre de değişir.
Şekil (a) ve (b) de görüldüğü gibi merceğin kırmızı ışığa göre odak uzaklığı, mor ışığa göre odak uzaklığından daha büyüktür.
İnce Kenarlı Mercekte Özel Işınlar:
İnce kenarlı mercekte özel ışın ve görüntüler çukur aynanın aynısıdır. Sadece aynada yansıma, mercekte ise kırılma olayı vardır.
1. Asal eksene paralel gelen ışın, odaktan geçecek şekilde kırılır.
2. Odaktan geçecek şekilde gelen ışın, asal eksene paralel gider.
3. Odak uzaklığının iki katı mesafede gelen ışın, yine odak
uzaklığının iki katı mesafeden geçecek şekilde kırılır.
4. Merceğin optik merkezinden geçecek şekilde gelen ışın doğrultu değiştirmeden gider.
Herhangi bir ışının davranışını bulmak için şekildeki gibi ışına
parelel ve optik merkezden geçen bir yardımcı eksen çizilir.
Sonra gerçek eksenin odağından dikme çıkılır. Yardımcı odak bulunur ve ışın bu odaktan geçirilir. Veya, ince kenarlı mercek asal
eksene doğru, kalın kenarlı mercek de asal eksenden uzaklaştıracak şekilde kırar. Bu bilgiyi ve özel ışınları dikkate alarak yardımcı
eksen çizmeden de herhangi bir ışının izleyeceği yol bulunabilir.