Küresel Aynalar 10. Sınıf Fizik


Kategoriler: 10. Sınıf Fizik, Fizik, Optik

  • Paralel ışın demetini bir noktada toplayabilen aynalara paraboloid aynalar denir. Işınların toplandığı noktaya aynanın odak noktası denir. Odak noktası F ile gösterilir. Aynanın asal ekseni odak noktası ile tepe noktasını birleştiren doğru parçasıdır. Asal eksen ile aynanın kesişme noktasına tepe noktası denir. Tepe noktası T ile gösterilir. T ile F arası uzaklığa odak uzaklığı denir. Odak uzaklığı f ile gösterilir.
  • Şekilde paraboloid ayna ile küre karşılaştırılmıştır. Tepe noktasından uzaklaştıkça küre ile paraboloid ayna birbirinden ayrılır. Bu nedenle, tepe noktasına yakın yerlerde odak uzaklığı f olan paraboloid ayna yerine çapı 2f olan küresel ayna kullanılabilir.
  • Yansıtıcı yüzeyi bir küre parçasının iç ya da dış yüzeyi şeklinde olan aynalara küresel ayna denir.



  • İç yüzü yansıtıcı olan küresel aynalara çukur ayna (iç bükey ayna), dış yüzeyi yansıtıcı olan küresel aynalara tümsek ayna (dış bükey ayna) denir.
  • Küresel aynalar çember yayı şeklinde gösterilir. Kürenin geometrik merkezi (M) aynanın da merkezidir.

  • Odak noktası aynanın merkezi ile tepe noktasının tam ortasındadır. |MF| = |FT|
  • Küresel aynalarda odak uzaklığı eğrilik yarıçapının yarısına eşittir. Bir küresel aynanın eğrilik yarıçapı R ise, odak uzaklığı; f = R/2 dir.

Bilgi: Odak uzaklığı yalnızca aynanın eğrilik yarıçapına bağlıdır.

  • Küresel aynalarda asal eksen dışında, merkezden çizilen diğer eksenlere yardımcı asal eksen denir. Odak noktasından asal eksene dik çizilen doğrunun yardımcı asal ekseni kestiği nokta (F’) yardımcı asal eksenin odak noktasıdır.

Çukur Ayna



Çukur Ayna Çözümlü Sorular

Tümsek Ayna



Tümsek Ayna Çözümlü Sorular

Küresel Aynalarda Görüntü

  • Küresel aynalarda da cisimlerin görüntüsü; düzlem aynalardaki görüntü bulma metodu ile bulunur. Bir noktanın görüntüsünü bulmak için bu noktadan aynaya gelen iki ışın çizilir. Bu ışınların aynada yansıdıktan sonra ya kendilerinin ya da uzantılarının kesiştikleri noktada görüntü oluşur.
  • Cismin görüntüsü çizilecekse; cismin her bir uç noktasının görüntüleri, ışın çizme yöntemiyle bulunur. Bulunan bu görüntü noktalarının birleştirilmesi ile de cismin görüntüsü çizilmiş olur.

Çukur Aynada Görüntü Oluşumu

  • Asal eksen çizgisindeki bir noktanın görüntüsü yine asal eksen çizgisi üzerindedir.
  • Asal eksen çizgisindeki noktasal bir cismin görüntüsü bu cisimden çıkıp aynada yansıyan ışının ya da yansıyan ışının uzantısının asal ekseni kestiği noktadadır. Bu nedenle asal eksendeki bir cismin görüntüsünün yeri bir tek ışın yardımı ile bulunabilir.
  • Asal eksen çizgisinde olmayan noktasal bir cismin görüntüsü asal eksen çizgisinde değildir.



Tümsek Aynada Görüntü Oluşumu

Çukur ve Tümsek Aynada Görüntü Oluşumu Soruları ve Çözümleri

Görüntü Boyu

Cisim ile görüntünün boyları oranı, aynaya olan uzaklıkları oranına eşittir. Cisim ile görüntüden hangisi aynaya daha yakın ise onun boyu daha küçüktür. Cisim ile görüntünün aynaya uzaklıkları eşit ise boyları da eşittir.

Küresel Aynaların Kullanım Alanları

  • Tümsek aynalar, görüş alanının büyük olması nedeniyle taşıtlarda dikiz aynası olarak, alışveriş merkezlerinde ve bazı kavşaklarda geniş alanları kontrol etme amaçlı kullanılır.
  • Çukur aynalar, ışınlara yön verme ve büyük görüntü elde etmede kullanılır. El feneri, araba farı, makyaj malzemesi ve diş hekimlerinin diş muayenesi bazı kullanım alanlarıdır.

Küresel Aynaların Aydınlanmaya Etkisi

Düzlem aynada görüntü kaynağın ışık şiddetinin kaynağın ışık şiddetine eşit olduğunu biliyoruz. Ancak, küresel aynalarda görüntü kaynağın ışık şiddeti, ışık kaynağının bulunduğu noktaya göre farklı değerler alabilir. Örneğin; Işık kaynağı çukur aynanın merkezinde ise görüntü de çukur aynanın merkezindedir. Işık kaynağı ve kaynağın görüntüsünün ışık şiddetleri eşittir. Bunun dışındaki bütün durumlarda ışık kaynağı ve görüntünün ışık şiddetleri farklıdır.

Örnek:



Küresel Aynalar Soruları ve Çözümleri

Küresel Aynalarda Görüntü Özellikleri konusuna gitmek için tıklayın.

Küresel bir camın dışı sırlanıp iç yüzü yansıtıcı hale getirildiğinde çukur ayna, içi sırlanıp dışı yansıtıcı hale getirildiğinde tümsek ayna elde edilir. Şekil l deki küresel camın sol tarafı çukur ayna, sağ tarafı tümsek aynadır.

Küresel camı ortadan ikiye bölen çizgiye asal eksen çizgisi, asal eksen çizgisinin aynayı kestiği noktaya (T) tepe noktası denir. Kürenin tam ortasındaki noktaya (M) merkez noktası, tepe noktası ile merkez noktası arasındaki (T-M) uzunluğa aynaların eğrilik yarıçapı denir. Tepe noktası ile merkez noktası arasındaki noktaya odak noktası denir ve F ile gösterilir. |T-Fl uzunluğuna odak uzaklığı denir. Küresel aynaların odak ya da merkez uzaklığı sadece aynaların eğrilik yarıçapına bağlıdır. Düzlem aynalarda anlatılan yansıma kuralları küresel aynalarda da geçerlidir.

Çukur Aynada Özel Işınlar

a) Asal eksene paralel gelen ışın yansıyınca uzantısı odaktan geçer. Merkezden ışığın çarptığı noktaya çizilen çizgiye normal çizgisi denir. Gelen ışının normalle yaptığı açı yansıyan ışının normalle yaptığı açıya eşit olacak şekilde yansıyınca odaktan geçer. Aynı şekilde odaktan gelen ışın asal eksene paralel gider.

b) Merkez noktasından aynaya gelen ışın aynaya dik olduğu için kendi üzerinden geri döner.

c) Merkezin arkasından çukur aynaya gelen ışınlar yansıyınca merkezle odak arasından bir yerden geçer. Işığın geldiği yer aynaya 3f uzaklıkta olan bir yerse yansıyan ışın 1,5f den geçer. Aynı şekilde 1,5f den aynaya gelen ışında yansıyınca 3f den geçer.

d) Tepe noktasına gelen ışın asal eksenle aynı açıyı yapacak şekilde yansır.

e) Odakla tepe arasından aynaya gelen ışın yansıyınca uzantısı ayna arkasından geçer. Aynı şekilde uzantısı ayna arkasından geçecek şekilde aynaya gelen ışın yansıyınca F-T arasından geçer.

Tümsek Aynada Özel Işınlar

a) Asal eksene paralel gelen ışın yansıyınca uzantısı ayna içindeki odaktan geçer, aynı şekilde uzantısı odağa doğru gelen ışın asal eksene paralel gider.

b) Uzantısı merkeze doğru gelen ışın aynaya dik olduğundan kendi üzerinden geri yansır.

c) Asal ekseni keserek tümsek aynaya gelen ışın yansıyınca uzantısı ayna içindeki F-T arasından geçer.

d) Tepe noktasına gelen ışın asal eksenle aynı açıyı yapacak şekilde yansır.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
22 Haziran 2019 Cumartesi