Gemlik Forum - Gemlik'in Paylaşım ve Tartışma Platformu

MERCEK


Mercek, ortak bir eksene sahip iki kırıcı yüzey vasıtasıyla sınırlanmış, cam, kuvars veya ışık
kırıcı herhangi bir maddeden saydam maddelerden yapılan optik alettir. Mercekler içinden geçen ışınların yönünü değiştiren camlardır. Mercek içinden geçen ışınlar birbirine yaklaştığında cismin görüntüsü büyür ( Büyüteç ), ışınlar birbirinde uzaklaştığında ise cismin görüntüsü küçülür.
           
Merceklerin iki yüzü küresel ( dışbükey - convex veya içbükey - concav ) veya bir yüzü küresel diğer yüzü düz olanları vardır.

               Cismin görüntüsünden yansıyan ışınlar mercekten geçtiğinde bir odak noktasına itilir. Bu teori kullanılarak görüntü üzerinde gözlemler yapmak amacıyla teleskop, dürbün, mikroskop gibi araçlar, kaydetmek amacıyla lensler ve objektifler, görme hatalarını gidermek için gözlüklerde mercekler kullanılmaktadır.

              Optik bilimi ışık ışınlarının bir ortamdan başka bir ortama geçerken kırılması olgusuna dayanır. Çinliler daha İ.S. X. Yüzyılda, bükey yüzeyli cam parçalarının yani merceklerin ışığı nasıl kırdığını biliyorlardı. Avrupa'da XIII. Ve XIV. Yüzyıllarda merceklerin özellikleri görme bozukluklarını düzeltme amacıyla kullanılmaya başlandı ve gözlükler ortaya çıktı. Daha sonraları makyaj yapmada ve saç taramada yardımcı bir araç olarak kullanılmak için parlak metalden aynalar yapıldı. Ama çok küçük şeyleri büyütmeyi ve uzaktaki nesneleri daha belirgin bir görüş odağına getirmeyi sağlayan daha güçlü optik aletlerin yapımı, ancak XVII. yüzyılda gerçekleştirilebildi. Bu dönemin önemli gelişmeleri arasında yüzyılın başlarında ortaya çıkan teleskop ile 1650'ye doğru icat edilen mikroskop sayılabilir.
               Merceklerin en güzel örneği, gözümüzün yapısında bulunan göz billurudur. Göz billuru ince kenarlı bir mercektir. Gözlük camlarının tamamı da birer mercek teşkil eder. Mercekler tek başlarına kullanıldıkları gibi birkaç mercek bir arada bir optik aleti de meydana getirebilir. Büyüteç, göz billuru ve gözlük camları tek başlarına kullanılan merceklere misaldir. Dürbünler, mikroskop, teleskop, sinema makinaları, fotoğraf makinaları, mercek sistemlerinin meydana getirdiği optik düzenlerdir.
            Mercekler, incelenen cismin arzu edilen elverişli görüntüsünü verirler. Bu görüntü, istenilen duruma bağlı olarak cisimden daha büyük veya küçük, gerçek veya zahiri (görünen) olabilir.
           



  Bir merceği sınırlayan yüzeylerin tepe noktalarını birleştiren doğru, merceğin asal eksenini (optik eksen) meydana getirir. Mercekler, ince kenarlı ve kalın kenarlı diye iki gruba ayrılır:

İnce kenarlı mercek
Ortası, kenarlarına nazaran kalın olan mercektir. Merceğe herhangi bir şekilde gelen ışını kırarak optik eksene yaklaştırdığı için bu merceklere yakınsak mercek adı verilir. Asal eksene paralel olarak gelen ışınları kırarak bir noktada toplarlar. Bu nokta merceğin odak noktasıdır. Aynı uzaklıkta ve ters tarafta ikinci bir odak noktası daha bulunur.
Bulunduğu ortama göre kırılma indisi n olan saydam maddeden yapılmış ve küresel yüzeylerinin eğrilik yarıçapları R1 ve R1 olan bir merceğin odak uzaklığı f ile gösterilirse:

bağıntısı mevcuttur.
Yarı çaplar, konveks (tümsek = dış bükey) yüzeyler için pozitif, konkav (çukur = içbükey) yüzeyler için negatif alınır. Şayet herhangi bir yüzey düzlemse yarıçapı sonsuz alınır. Odak uzaklığı, ince kenarlı merceklerde pozitif, kalın kenarlarda ise negatif olarak hesaplara dahil edilir. Cisim ve görüntüden gerçek olanların uzaklığı pozitif, zahiri (görünen) olanlarınki negatif alınır. İnce kenarlı merceklerde odak noktasından uzakta bulunan cisimlerin görüntüleri daima, gerçek ve terstir. Odak ile mercek arasındaki cisimlerin görüntüleri ise daima düz, zahiri ve cisimden büyüktür.

Kalın kenarlı mercek
Kalın kenarlı mercek, ortası kenarlarından daha ince olan merceklere denir. Merceğe herhangi bir şekilde gelen ışını, optik eksenden uzaklaştırdığı için kalın kenarlı merceklere ıraksak mercek adı verilir. Kalın kenarlı merceklerin meydana getirdiği görüntü daima düz, zahiri ve cisimden küçüktür.
Bir merceğin odak uzaklığının metre cinsinden tersine o merceğin yakınsaması veya gücü denir. Bu güç, kırıcılık gücüdür. Merceğin odak uzaklığı ne kadar küçükse gücü veya yakınsaması o kadar büyük olur.










Augustin Jean FRESNEL

Doğum Tarihi - 10 Mayıs 1788, Broglie, Fransa
Ölüm Tarihi - 14 Temmuz 1827, Fransa

Işığın çapraz hareketlerle ilerlediği fikrinden yola çıkarak, 1815 yılında ışık hareketlerini inceledi. Işık dalgalarının hem uzunlamasına hem de enlemesine olmak üzere yatay ve dikey her düzlemde ayrıca her açıda hareket ettiklerini ileri sürdü.

Fransız fizikçi Augustin Fresnel tarafından geliştirilen Fresnel Lensin en önemli özelliği ışık kaynağından değişik yönlerde gelen ışınları, tek bir doğrultuda geçirmesidir. Bu sayede ışığın yönü kontrol altına alınmaktadır. İlk zamanlar bu buluş deniz fenerlerinde kullanıldı. Elektriğin olmadığı dönemlerde düşük ışık şiddeti veren lambalar, fresnel mercekler sayesinde uzaklardan görülebilmekteydi.

Bu lensin en önemli özelliği ışık kaynağından değişik yönlerde gelen ışınları, tek bir doğrultuda geçirmesidir.

Bu sayede ışığın yönü kontrol altına alınmaktadır. İlk zamanlar bu buluş deniz fenerlerinde kullanılmıştır. Elektriğin olmadığı dönemlerde düşük ışık şiddeti veren lambalar, fresnel mercekler sayesinde uzaklardan görülebilmekteydi.

Fresnel lensler daha sonra ışık veren bir çok kaynağın önünde kullanılmaya başlandı. Fenerler, gaz lambaları fresnel lenslerden yapılmaya başlandı. Fresnel lenslerin ters kullanımında ışık kaynağından gelen ışığın bir noktada toplanması teorisiyle kullanım alanları arttı. Günümüzde kullanılan profesyonel projektörler fresnel lens kullanmaktadır. Frensel lensler günümüzde, Televizyon ve Monitör gibi kaynaklardan gelen görüntüyü büyüterek dev ekran boyutlarında duvara veya perdeye yansıtmada dahil bir çok alanda kullanılmaktadır.









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,saydam 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.