Mercekler Fizik Tyt
MERCEKLER
En az bir yüzeyi küresel olan saydam ortama mercek denir. İnce kenarlı ve kalın kenarlı olmak üzere iki çeşit mercek vardır. İnce kenarlı merceğin özellikleri çukur aynaya, kalın kenarlı merceğin özellikleri tümsek aynaya benzer.
Cisim nerede olursa olsun görüntü;
— Cismin olduğu tarafta
— F ile mercek arasında
— Sanal
— Düz
— Cisimden küçük oluşur.
Merceklerde Odak Uzunluğu Nelere Bağlıdır?
Merceklerde odak uzunluğu;
— Merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisine (nM)
— Merceğin bulunduğu ortamın kırıcılık indisine (n0)
— Merceğin küresel yüzeyinin eğrilik yançapına (R)
— Işığın rengine bağlıdır.
Uzağı iyi görememe durumudur. Miyop kişilerde görüntü retinanın üzerinde oluşur. Kalın kenarlı mercek kullanılarak bu göz kusuru düzeltilir.
Yakını iyi görememe durumudur. Hipermetrop kişilerde görüntü retinanın arkasında oluşur. İnce kenarlı mercek kullanılarak bu göz kusuru düzeltilir.
Astigmatlık
Göz merceği ya da korneada oluşan düzensiz kavisler sonucunda nesnelerden gelen ışınlar farklı açılarda kırıldığından retinanın her yerine aynı anda ulaşmaz. Bu duruma astigmatlık denir. Bu kusur silindirik mercek kullanılarak düzeltilir.
Presbitlik
Yaşlandıkça göz merceğinin esnekliğinin bozulması sonucunda gözün uyum yapma yeteneği azalır. Bu duruma presbitlik denir. Bu kusur ince kenarlı mercek kullanılarak düzeltilir.
Gözlük Numarası
Göz bozukluklarının düzeltilmesinde kullanılan merceğin odak uzaklığı f olmak üzere göz numarası (yakınsama) bağıntısıyla bulunur.
İnce kenarlı mercekte odak (+), kalın kenarlı mercekte odak (—) alınır. Odak uzunluğunun birimi metre alınırsa yakınsama birimi diyoptri olur.
Çözümlü Örnek Test Soruları
1. Soru: Mercekler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) İnce kenarlı mercek, ışığı dağıtır. B) Kalın kenarlı mercek, ışığı toplar. C) İnce kenarlı mercek, gerçek veya sanal görüntü oluşturabilir. D) Merceklerin odak uzaklığı sadece merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisine bağlıdır.
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: C
- A) Yanlış: İnce kenarlı mercekler, paralel gelen ışık ışınlarını odak noktasında toplayarak birleştirir, dağıtmaz.
- B) Yanlış: Kalın kenarlı mercekler, paralel gelen ışık ışınlarını sanki odak noktasından geliyormuş gibi dağıtır, toplamaz.
- C) Doğru: İnce kenarlı mercekler, cismin konumuna bağlı olarak hem gerçek (tersten) hem de sanal (düz) görüntü oluşturabilir. Örneğin, cisim odak ile mercek arasındaysa sanal, odak dışında ise gerçek görüntü oluşur.
- D) Yanlış: Merceklerin odak uzaklığı, merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisinin yanı sıra, merceğin eğrilik yarıçaplarına ve bulunduğu ortamın kırıcılık indisine de bağlıdır.
2. Soru: Odak uzaklığı F olan bir ince kenarlı merceğin 2F noktasına konulan bir cismin görüntüsü nerede ve nasıl oluşur?
A) Gerçek ve ters B) Sanal ve düz C) Gerçek ve düz D) Sanal ve ters
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: A
- A) Doğru: Cisim, ince kenarlı merceğin 2F noktasında ise görüntüsü de diğer tarafta 2F noktasında, gerçek, ters ve cisimle aynı boyda oluşur. Bu, özel ışınların çizimiyle veya mercek denklemiyle kolayca gösterilebilir.
- B) Yanlış: Sanal ve düz görüntü, ince kenarlı merceklerde cisim odak ile mercek arasında iken oluşur.
- C) Yanlış: Merceklerde oluşan gerçek görüntüler daima terstir.
- D) Yanlış: Merceklerde oluşan sanal görüntüler daima düzdür.
3. Soru: Kalın kenarlı bir mercek önüne konulan bir cismin görüntüsü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Her zaman sanal ve düz B) Her zaman gerçek ve ters C) Cismin konumuna göre değişir D) Gerçek veya sanal olabilir
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: A
- A) Doğru: Kalın kenarlı merceklerde cismin nerede olduğuna bakılmaksızın görüntü daima sanal, düz ve cisimden küçük oluşur. Bu, kalın kenarlı merceklerin ışığı dağıtma özelliğinden kaynaklanır.
- B) Yanlış: Gerçek ve ters görüntüler ince kenarlı merceklerde oluşabilir, kalın kenarlı merceklerde oluşmaz.
- C) Yanlış: Kalın kenarlı merceklerde görüntünün özellikleri cismin konumundan bağımsız olarak sabittir.
- D) Yanlış: Kalın kenarlı merceklerde sadece sanal görüntüler oluşur, gerçek görüntü oluşmaz.
4. Soru: Bir merceğin odak uzaklığı aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir?
A) Işığın rengi B) Merceğin yarıçapı C) Merceğin yapıldığı maddenin cinsi D) Merceğin içinde bulunduğu ortamın cinsi
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: A
- A) Doğru: Işığın rengi, merceğin kırıcılık indisini etkileyerek odak uzaklığını değiştirir. Mavi ışık kırmızı ışıktan daha çok kırıldığı için, mavi ışık için odak uzaklığı kırmızı ışıktan daha kısadır. Dolayısıyla merceğin odak uzaklığı ışığın rengine bağlıdır. Soruda “bağlı değildir” sorulduğu için bu seçenek doğrudur.
- B) Yanlış: Merceğin eğrilik yarıçapı, merceğin odak uzaklığını doğrudan etkileyen geometrik bir faktördür.
- C) Yanlış: Merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisi, odak uzaklığını etkileyen önemli bir faktördür.
- D) Yanlış: Merceğin içinde bulunduğu ortamın kırıcılık indisi, merceğin ışığı kırma ve dolayısıyla odak uzaklığını etkileyen bir faktördür.
5. Soru: Uzağı net göremeyen (miyop) bir kişi, göz kusurunu düzeltmek için hangi tür mercek kullanmalıdır?
A) Yakınsak mercek B) Iraksak mercek C) Silindirik mercek D) Prizma
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: B
- A) Yanlış: Yakınsak mercekler (ince kenarlı), hipermetrop göz kusuru olan bireylerde ışığı retinanın üzerine düşürmek için kullanılır.
- B) Doğru: Miyop (uzağı net görememe) göz kusurunda ışık retinanın önüne düşer. Bu durumu düzeltmek için ışığı dağıtarak retinanın üzerine düşüren ıraksak mercekler (kalın kenarlı) kullanılır.
- C) Yanlış: Silindirik mercekler, astigmatizm göz kusurunun düzeltilmesinde kullanılır.
- D) Yanlış: Prizmalar ışığı kırar ancak göz kusurlarının düzeltilmesinde mercekler gibi kullanılmazlar.
6. Soru: Merceklerin temel çalışma prensibi nedir?
A) Kırılma B) Yansıma C) Dağılma D) Soğurma
Cevap ve Çözüm:
Doğru Seçenek: A
- A) Doğru: Merceklerin çalışma prensibi, ışığın mercek yüzeylerinde kırılarak doğrultu değiştirmesine dayanır. Işık farklı yoğunluktaki ortamlara geçerken (havadan cama veya camdan havaya) hız ve yön değiştirir, bu olaya kırılma denir.
- B) Yanlış: Yansıma olayı aynalarda gerçekleşir, merceklerin ana çalışma prensibi değildir.
- C) Yanlış: Dağılma, beyaz ışığın renklerine ayrılması olayıdır (prizmada olduğu gibi), merceğin temel çalışma prensibi değildir, ancak bazı optik kusurlara neden olabilir.
- D) Yanlış: Soğurma, ışık enerjisinin madde tarafından emilmesidir, merceğin çalışma prensibi değildir.