GENEL BİLGİLER

Aynalar, ışığın yansıması sonucunda görüntü veren düz ya da küre kapağı şeklinde olan ve bir yüzü parlatılmış opak cisimlerdir. Düzlem ayna gibi düzgün yansımaya sebep olan yansıtıcıların verdiği görüntüler cisimle aynı büyüklükte olur. Mercekler ise ışığı kırarak görüntü oluşturan, en az bir yüzü küresel saydam cisimlerdir. Cam veya plastik madde gibi saydam maddelerden yapılır. Işığı kırarak görüntü oluşturur. Verdikleri bu görüntü büyük ya da küçük olabilir. Optik araçların  çoğunda mercek kullanılır. Gözün kendisi de doğal bir mercektir. Yapılış şekillerine göre mercekler, ince kenarlı mercek (yakınsak) ve kalın kenarlı mercek (ıraksak) olarak ikiye ayrılır.

Üzerine düşen paralel ışık demetini bir noktada toplayan merceklere ince kenarlı mercekler denir.

       Şekil 1: İnce kenarlı mercekler

Merceklere gelen ve mercekler tarafından kırılan ışınların yolu asal eksen adı verilen bir doğruya göre tanımlanır. Asal eksen, merceklerin tam ortasını kürenin merkeziyle birleştirdiği düşünülen bir eksendir.

• İnce kenarlı merceğe sonsuz uzaktan gelen paralel ışık ışınları mercekten geçerken kırılarak bir noktada toplanır ve buradan tekrar yayılır. Kırılma, merceklerde iki kez gerçekleşir. İlki merceğe girişte, ikincisi ise mercekten çıkışta meydana gelir.

• İnce kenarlı merceklerde kırılan ışınların toplandığı bu noktaya ince kenarlı merceğin odak noktası denir. Işık ışınları merceğin sağından gönderildiğinde solundaki bir noktada, solundan gönderildiğinde ise sağındaki bir noktada toplanır. Bu sebeple ince kenarlı merceğin iki odak noktası vardır.
• Odak noktasının merceğe olan uzaklığına odak uzaklığı denir.
•  İnce kenarlı mercekler; mikroskoplarda, büyüteç olarak, slayt makinelerinde, video, dürbünlerde ve hipermetrop göz kusurunun düzeltilmesi için üretilen gözlüklerin yapımında kullanılır.
•  İnce kenarlı mercekler belirli mesafelerdeki cisimlerin düz ve büyük görüntülerini oluştururlar. Bu nedenle büyüteç görevi yaparlar.
•  İnce kenarlı mercekler ışık ışınlarını odak noktasında topladığı için bu noktada yüksek bir sıcaklığın oluşmasını sağlar. Bu sayede kağıt tutuşturulabilir. Fakat ormanlarda bırakılan ve ince kenarlı mercek görevi görebilen cam kırıkları bırakılırsa tehlikeli orman yangınlarına sebep olabiliriz.
•  Su damlası, cam şişe, cam küre ince kenarlı mercek gibi davranır.

Üzerine düşen paralel ışık demetini dağıtan merceklere kalın kenarlı mercekler denir.

      Şekil 2: Kalın kenarlı mercekler

• Sonsuz uzaktan gelerek kırılan mercek üzerine düşen paralel ışık ışınları bir noktadan çıkıyormuş gibi dağılarak kırılır. Kırılan ışınların uzantıları ışığın geldiği taraftaki bir noktada kesişir.

• Kalın kenarlı mercekte, kırılarak dağılan ışık ışınlarının uzantılarının kesiştiği bu noktaya kalın kenarlı merceğin odak noktası denir. İnce kenarlı mercekte olduğu gibi kalın kenarlı merceğin de iki odak noktası vardır.
• Odak noktasının merceğe olan uzaklığına odak uzaklığı denir.
• Kalın kenarlı mercekler; teleskoplar, mikroskoplar, kameralar ve miyop göz kusurunun düzeltilmesi için üretilen gözlüklerin yapımında kullanılır.
• Kalın kenarlı mercekler cisimlerin düz ve küçük görüntülerini oluşturur. Cisimleri daha küçük göstererek sürücünün görüş alanını arttırdığı için araçların arka camlarına konulur. 

NOT: Merceğin odak uzaklığı merceğin eğrilik yarıçapına, yapıldığı malzemeye ve bulunduğu ortamın cinsine göre değişir. Ayrıca farklı renkte ışıklar için merceğin odak noktası farklıdır.
Göz kusurlarını gidermede kullanılan bu mercekler hava ortamında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Farklı ortamlarda kullanıldıklarında ışıkları kırma açıları değişeceğinden aynı sonucu vermezler.

 

Merceklerin büyüklüğünde bir sınırlama yoktur. Mercekler kullanılacağı yere göre uygun büyüklükte yapılabilir. Merceklerin kullanıldığı pek çok alan vardır. Mercekler yaygın olarak göz kusurlarının düzeltilmesinde kullanılır. Bilindiği üzere göz merceğimiz de bir ince kenarlı mercektir. Göz kusurları olan miyop ve hipermetrop göz merceğimiz de ki yapısal bozukluklardan kaynaklanmaktadır. İşte bu göz kusurlarının düzeltilmesinde yararlanılan gözlük ve kontak lensler de mercekler kullanılarak yapılır.

Miyopluk yakını görüp uzağı net görememe durumudur. Miyop gözde görüntü, mercekle retina tabakası (sarı leke) arasında oluşur. Bu göz kusurunu düzeltmek için kalın kenarlı mercekler kullanılarak yapılan gözlük ve lensler ise miyop göz kusurunun düzeltilmesinde kullanılır.

  

Hipermetropluk uzağı görüp yakını net görememe durumudur. Hipermetrop gözde görüntü, retinanın arkasında (sarı lekede) oluşur. Bu göz kusurunu düzeltmek için ince kenarlı mercekler kullanılarak yapılan gözlük ve kontak lensler hipermetrop göz kusurunu gidermede kullanılır.

Mikroskop, teleskop, dürbün, büyüteç, kamera ve gözlük camı gibi araçların yapımında da mercekler kullanılır.

• Bir mikroskop, merceklerinin de yardımıyla gözle görülemeyecek kadar küçük olan hücreleri görünür hâle getirir.

                       

•   Kameralarda ince kenarlı mercek olan objektif ileri geri hareket ettirilerek görüntü makine içindeki ekran üzerine net olarak düşürülür.

     

• Teleskoplar da yapılarında bulunan ince kenarlı mercekler yardımıyla çok uzaktaki cisimleri yakınlaştırarak görmemizi sağlar.

    

Yukarıdaki şekilde merceklerin bulunduğu yerler ve görüntünün tüp içerisinde oluştuğu görülmektedir. Örneğin, basit bir mercekli teleskopta; bir uçta büyük odak uzaklığına sahip ince kenarlı bir mercek olan “objektif” bulunurken gözlemcinin baktığı tarafta daha küçük odak uzaklığına sahip ince kenarlı başka bir mercek olan “oküler” bulunur. Objektif mercek iç içe geçmiş kızaklı sistemle hareket ettirilip ayarlanarak uzak bir cisimden gelen ışık ışınlarını toplar ve bu sayede net bir görüntü oluşturur. Bu görüntüden gelen ışınlar okülerden geçerken kırılarak paralel hâle gelir. Okülerden bakıldığında ışığın kırıldığı fark edilmez ancak cisimler olduklarından daha büyük görünür.

• Dürbün

•  Büyüteç

     

•  Gözlük camı

   

Işığın yansıması ve kırılması arasındaki benzerlik ve farklılıklar

            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 verdiği görüntüler ise kimi zaman cisimden büyük, kimi zaman cisimle aynı büyüklükte, kimi zaman da cisimden küçük olur.