Mercek Nedir? Merceklerin Özellikleri ve Mercek Çeşitleri

Mercek Nedir?

Işığın yönünü değiştiren ve bu ışıktan çıkan ışınları birbirlerinden uzaklaştıran veya yakınlaştıran optik aletlere MERCEK veya LENS denir. Bu optik aletler genellikle cam veya saydam plastiklerden yapılmaktadırlar. Mercekteki yüzeylerin bazen birisi düz birisi eğri iken bazen her ikisi de eğri olabilir. Basit mercek ve bileşik mercek olarak iki tip mercek vardır. Basit merceklerde tek bir optik eleman, bileşik merceklerde iki adet optik eleman kullanılır. Basit mercekte sapınç olayı daha fazla ortaya çıkarken bileşik mercekte bu olay daha azdır.

Sapınç Nedir?

Gerçek görüntünün basit bir teorinin tahminlerinden farklı çıkmasına ve merceklerin ışık kırmada ya da görüntü oluşturmada teorideki gibi davranmamasına SAPINÇ denir.

Merceklerin Özellikleri

1 – Işığın yönünü değiştirirler (kırarlar).

2 – Çıkan ışınlar ya uzaklaşır ya da yakınlaşır.

3 – Cam ya da saydam plastiklerden yapılırlar.

4 – Yüzeyler eğri-eğri veya düz-eğri şeklindedirler.

5 – Merceğin odak uzaklığı merceğin eğrilik yarıçapına, yapıldığı malzemeye ve bulunduğu ortamın cinsine göre değişir.

6 – Farklı renkte ışıklar için merceğin odak noktası farklıdır.

7 – Göz kusurlarını gidermede kullanılan bu mercekler hava ortamına  göre tasarlanmıştır. Eğer farklı bir ortamda kullanılırlarsa ışıkları kırma açıları değişeceği için aynı sonucu vermezler.

8 – Asal eksene paralel gelen ışın, odaktan geçecek şekilde kırılır.

9 – Odaktan geçecek şekilde gelen ışın, asal eksene paralel gidecek şekilde kırılır.

10 – Odak uzaklığının iki katı mesafeden yani 2F mesafesinden gelen ışın, yine odak uzaklığının iki katı mesafeden geçecek şekilde kırılır.

11 – Merceğin optik merkezinden geçecek şekilde gelen ışın doğrultu değiştirmeden gider.

Mercek Çeşitleri Nelerdir?

Bir merceğe gelen ışınlar hem merceğe girerken hemde mercekten çıkarken kırılırlar. Bu kırılma şekline göre mercekler ikiye ayrılırlar. İnce kenarlı merceklerde optik eksene paralel gelen ışınların toplandığı noktaya, kalın kenarlı merceklerde bir noktadan çıkıyormuşçasına dağıldığı noktaya MERCEK ODAK NOKTASI denir. Bu odak noktasının merceğe olan uzaklığına ise ODAK UZAKLIĞI denir.

1 – İnce Kenarlı Mercek

Gelen ışınları toplayacak şekilde kıran merceklere İNCE KENAR MERCEK denir. Bu merceklere DIŞBÜKEY MERCEK veya YAKINSAK MERCEK de denilmektedir. Bu mercekler hipermetrop gözlüklerde kullanılırlar.

İnce Kenarlı Merceklerin Kullanım Alanları

• Mikroskop
• Büyüteç
• Slayt makinesi
• Dürbün
• Gözlük

2 – Kalın Kenarlı Mercek

Gelen ışınları dağıtacak şekilde kıran merceklere KALIN KENAR MERCEK denir. Bu merceklere İÇBÜKEY MERCEK veya IRAKSAK MERCEK de denilmektedir. Bu mercekler miyop gözlüklerde kullanılırlar.

Kalın Kenarlı Merceklerin Kullanım Alanları

• El feneri
• Işıldak
• Gözlük

Miyop ve Hipermetrop Hangi Mercek İle Düzeltilir?

Hipermetrop göz rahatsızlığı ince kenarlı mercekle düzeltilir. Miyop göz rahatsızlığı ise kalın kenarlı mercekle düzeltilir.

Mercekçi Denklemi Formülü

R₁ ve R₂: Merceklerdeki eğriler uzatılıp çember yapıldığında ortaya bir yarıçap çıkar. Bunlara EĞRİLİK YARIÇAPI denir ve R₁ ve R₂ ile gösterilir. Eğer yüzey dışbükey ise R₁ ve R₂‘nin işaretleri + (artı) olur. Eğer yüzey içbükey ise R₁ ve R₂‘nin işaretleri – (eksi) olur. Ama eğer yüzey düz ise R değeri ∞ (sonsuz) alınır.

P: Merceğin kırma gücü P harfi ile gösterilir.

ƒ: Merceğin odak uzaklığı

d: İki kırıcı yüzey arasındaki uzaklık

n: Merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisi

Yukarıdaki tanımlara göre mercekçi denklem formülü şöyle:

Mercekler Nerelerde Kullanılırlar?

Merceklerin kullanıldıkları alanlar oldukça geniştir. İlk akla gelen gözlüktür. Miyop, hipermetrop ve astigmat olan insanların gözlüklerinde kullanılırlar.

Ayrıca büyüteç, dürbün, teleskop, mikroskop, projektör ve kamera gibi aletlerde de mercek kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra güneş enerjisinden elektrik elde ederken ışıkların toplanmasında yine mercek kullanılır.