Mercek Ve Aynalar



Ayna insanın kendisini görmesi için kullandığı cam veya maden levhadır. Mercek ise içinden geçen paralel ışınları birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran saydam bir cisimdir. İnsan gözünün görmesini göz merceği sağlar. Görme bozukluğunu gidermek için merceklerden oluşan gözlük takılır. Fotoğraf makinesi ve büyüteç de mercekle çalışan araçlardır. Mikrokskop teleskop ve diğer birçok ölçme araçlarında mercekler ve aynalar bulunmaktadır.
Bir aynanın önünde durup bakarsanız yüzünüzü görebilirsiniz. Aynanın durumunu değiştirince başka cisimleri de görebilirsiniz. Aynada önündeki cismin bir görüntüsü oluşur.
Mercek ve aynalar görüntü eldesi için kullanılırlar. Normal bir düz aynada öndeki cismin görüntüsü cisimle aynı büyüklükte ve doğrultudadır; fakat sağı ve solu yer değiştirmiştir. Sol el görüntünün sağ tarafında görünür. Aynalar ve merceklerle daha büyük yada daha küçük görüntüler de elde edilebilir.
Mercek bir ya da iki yüzü çukur veya tümsek olan cam veya plastikten yapılmış bir araçtır. Saydamdır yani ışığı geçirir. Fakat içinden geçen ışığın gidişini saptırır. Bu sapmaya ışığın kırılması denir.
Ayna ise ışığın geçemediği parlak bir cisimdir. Yüzleri düz veya eğri olabilir. Camın bir tarafını gümüş veya başka :-):-):-):-)lle kaplayarak yapılır. Ayna üzerine gelen ışığı geldiği tarafa geri gönderir. Bu olaya da ışığın yansıması denir.
Mercekler ve aynalarla ilgili çalışmalara geometrik optik denir. Optik ışık bilgisi demektir. Geometri ise şekiller ve doğrultuları inceleyen bilimdir.farklı şekilli mercekler ve aynalar ışığın gidişini çeşitli şekillerde değiştirirler. Bunlar geometrik optik kurallarıyla belirlenmiştir.
Işık bir enerji türüdür. Kitabın sayfasından göze gelen ışık göze enerji taşımaktadır. Fakat ayna ve merceklerin çalışmasını açıklamak için ışığın ne olduğunu açıklamaya gerek yoktur. Işığın ne olduğu öğrenilmeden çok önce ışığın hareket şekli incelenmiş ve anlaşılmıştı.
Işık cam su ve hava gibi maddelerden geçebilir. Bu maddelere ortam denir. Boşluk da bir ortamdır ve ışık ondan da geçebilir. Işığın hareketi ışınlardan yola çıkılarak daha kolay incelenebilir. Işık ışını ışığın çok ince bir parçasıdır.
Bir ortamda yol alan bir ışın doğrusal olarak gider. Fakat başka bir ortama geçince doğrultusu değişir. Bir ayna veya merceğe çarpınca da aynı şey olur. Bunlara gelirken ve çıktıktan sonra ışık doğrusal yayılır. Fakat içinde kırılmalar nedeniyle sapmalar olur.
Düz bir çizgi çizin. Bunu bir aynanın düz yüzü varsayın. Sonra bu yüzeye gelen doğrusal bir ışın çizin. Bu ışın aynaya herhangi bir noktada çarpsın. Aynı noktaya gelen fakat aynaya dik bir ışın daha çizin. Buna dik çizgi veya normal denir.
Önce çizilen herhangi ışın normalle bir açı yapar ve bu açıya gelme açısı adı verilir. Yansıyan ışın da normalle bir açı yapar. Buna yansıma açısı denir.
Yansıma yasasına göre gelme açısıyla yansıma açısı birbirine eşittir. Böylece yansıyan ışın gelen ışının normalle yaptığı açının aynını yapacak şekilde normalin diğer tarafına çizilebilir. Gelme açısı sıfır derece ise gelen ışınla yansıyan ışın üstüste çakışır.
Gelme açısı doksan dereceye yakınsa yansıyan ışın da ayna yüzüne değerek gider.
Bu olay bir bilardo topunun masanın kenarına çarpıp aynı açıyla diğer tarafa gitmesine benzer.
Aynanın önüne bir cisim koyduğumuzu düşünelim. Cismin her noktasından geçerek gelen ışınlar aynaya çarpar.
Her ışın yansıma kuralına uyar. Yansıyan ışınlar normalin diğer tarafına doğru yol alırlar. Aynanın arkasındaki bir noktadan ışınlar çıkıyormuş gibi görünür. Cisim oradaymış gibi olur. Bu şekilde aynanın arkasında oluşan görüntüye gerçek olmayan görüntü denir.
Düz aynadacisimle görüntü aynı boydadır. Ayna arkasındaki görüntünün ve öndeki cismin aynaya uzaklıkları eşittir.
Bütün cisimler üzerlerine gelen ışığın bir kısmını yansıtırlar. Böyle olmasaydı onları göremezdik. Fakat neden her cisimde aynadaki gibi görüntüler görmeyiz? Ayna yüzeyinin özelliği nedir?
Aynalarda görüntü oluşmasının nedeni arka yüzlerinin çok parlak olmasıdır. Yüzey pürüzlü olursa yansıyan ışınlar birçok doğrultulara dağılır bu yüzden bir görüntü oluşamaz.
Dışbükey (konveks) aynadaki görüntü de düz aynadakine benzer. Yüzeyi düz değildir ve dışa doğru çıkıntılıdır.bir topun yüzeyi veya fincanın dış tarafı da dışbükeydir. Dışbükey aynanın yüzeyi küreseldir ve kürenin bir kısmı şeklindedir. Büyük mağazalardaki ve otomobillerdeki aynalar genellikle dışbükeydir. Dışbükey aynada cismin görüntüsü cisimden daha küçüktür. Ayrıca görüntünün biçimi de bozulmuştur.
Dışbükey aynalarda yalnız görüntünün büyüklüğü değişmez. Görüntünün aynaya uzaklığı cismin aynaya uzaklığından daha azdır. Otomobillerdeki geriyi görme aynalarında arkadan gelen otomobiller daha yakında gibi görülür. Gerçek uzaklıklarını anlamak için dönüp bakmak gerekir.
Dışşbükey aynanın küçük bir yüzeyini düzlem ayna gibi düşünebiliriz. Aynı şekilde yeryüzündeki küçük bir yüzeyi de düz olarak görürüz. Böylece her ışın düz yüzeyden yansıyor gibi düşünülebilir.
Dışbükey aynanın merkezinden ve tepesinden geçen normal doğruya aynanın ekseni denir. Eksen üzerindeki cisimlerin görüntüsü yine eksen üzerinde oluşur.
Çorba kaşığının arkasıda dışbükey aynadır. Kaşığın iç çukur tarafı ise içbükey (konkav) bir yüzeydir. Dışbükey aynalar küçük görüntü verdikleri halde içbükey aynalardaki görüntü cisim tarafındadır ve cisimden daha büyüktür. Traş aynaları iç bükey ayna şeklindedir.
Eğlence parklarındaki güldüren aynaların yüzeyleri dalgalıdır. Bazı kısımları dışbükey bazı kısımları ise içbükey aynadır. Bu yüzden bakınca bazı kısımlarımızı büyük bazılarını ise küçük görürüz.
Cisim uzakta ise içbükey aynalarda değişik bir görüntü oluşur.bir traş aynasından yeteri kadar uzakta durursanız kendinizi daha küçük görürsünüz. Aynı zamanda görüntü baş aşağıdır ve aynanın arkasında değil önündedir.
Bu çeşit görüntüye gerçek görüntü denir. Görüntünün bulunduğu yerden gerçek ışınlar geçer. İçbükey aynaların çok yakınındaki cisimlerin görüntüsü ise dışbükey aynalardaki gibi gerçek olmayan görüntüdür.
Çok büyük astronomi teleskoplarında yansıtıcı (reflektör) denilen içbükey aynalar vardır. Kalifornia’daki Palomar dağındaki yansıtıcının çapı 508 santimetredir. Yıldızların görüntülerini elde etmekte kullanılır. Yıldızların görüntülerinin resmi de çekilebilir.
Aynalardan başka merceklerle de görüntü elde edilebilir. Mercekler cam disklerden kesilir ve sonra yüzeyleri parlatılır. Işık mercekten geçince doğrultusu değişir. Bu olayı anlamak için ışığın su ve camda nasıl yol aldığını bilmek gerekir. Bir ortamdan diğerine geçerken ışığın doğrultusu değişir. Buna kırılma denir.