Tamamlayan: Kuznetsk ortaokulu öğretmeni Pryakhina N.V.

Ders planı

Ders aşamaları, içerik	Biçim	Öğretmen faaliyetleri	Öğrenci aktiviteleri
1. Ödevi gözden geçirin 5 dk
2.1. Mercek kavramına giriş	Düşünce deneyi	Bir düşünce deneyi yapar, açıklar, bir model gösterir, tahtaya çizim yapar	Bir düşünce deneyi yapın, dinleyin, sorular sorun
2.2. Bir merceğin özelliklerinin ve özelliklerinin tanımlanması		Sorunlu soruları gündeme getirir ve örnekler verir
2.3. Bir mercekteki ışınların yolunun açıklanması		Sorunlu soruları gündeme getirir, çizer, açıklar	Soruları yanıtlayın ve sonuç çıkarın
2.4. Odak kavramının tanıtılması, merceğin optik gücü		Yönlendirici sorular sorar, tahtaya çizim yapar, açıklar, gösterir	Soruları yanıtlayın, sonuç çıkarın, not defteriyle çalışın

2.5. Görüntü yapısı	Açıklama	Anlatır, modeli gösterir, pankartlar gösterir	soruları cevapla, not defterine çizim yap
3. Yeni malzemenin konsolidasyonu 8 dk
3.1. Merceklerde görüntü oluşturma ilkesi		Sorunlu soruları gündeme getiriyor	Soruları yanıtlayın ve sonuç çıkarın
3.2. Test çözümü	Çiftler halinde çalışın	Düzeltme, bireysel yardım, kontrol	Test sorularını yanıtlayın ve birbirinize yardım edin
4. Ödev 1 dk
§63.64, örnek 9 (8) Bir taslaktan bir hikaye oluşturabilme.

Ders. Lens. İnce bir mercekte görüntü oluşturmak.

Hedef: Lensler hakkında bilgi vermek, fiziki ozellikleri ve özellikleri. Grafik yöntemini kullanarak bir görüntüyü bulmak için merceklerin özelliklerine ilişkin bilgiyi uygulama konusunda pratik beceriler geliştirmek.

Görevler: mercek türlerini incelemek, ince mercek kavramını model olarak tanıtmak; merceğin temel özelliklerini tanıtmak - optik merkez, ana optik eksen, odak, optik güç; Merceklerde ışınların yolunu oluşturma becerisini geliştirmek.

Hesaplama becerilerini geliştirmeye devam etmek için problem çözmeyi kullanın.

Dersin yapısı: eğitsel anlatım (çoğunlukla öğretmen yeni materyal sunar, ancak materyal sunulurken öğrenciler not alır ve öğretmenin sorularını yanıtlar).

Disiplinlerarası bağlantılar: çizim (ışınların oluşturulması), matematik (formüller kullanılarak yapılan hesaplamalar, hesaplamalara harcanan zamanı azaltmak için mikro hesap makinelerinin kullanılması), sosyal bilimler (doğa kanunları kavramı).

Eğitim ekipmanı: “Multimedya Fizik Kütüphanesi” multimedya diskindeki fiziksel nesnelerin fotoğrafları ve çizimleri.

Ders özeti.

Öğrenilenleri tekrarlamak ve öğrencilerin bilgi özümseme derinliğini kontrol etmek için, çalışılan konu üzerinde önden bir anket yapılır:

Işığın kırılması adı verilen olay nedir? Özü nedir?

Hangi gözlem ve deneyler, ışığın başka bir ortama geçtiğinde yayılma yönünde bir değişiklik olduğunu gösteriyor?

Bir ışık ışını havadan cama geçerse hangi açı (geliş veya kırılma) daha büyük olacaktır?

Teknedeyken yakınlarda yüzen bir balığı mızrakla vurmak neden zordur?

Neden bir nesnenin sudaki görüntüsü her zaman nesnenin kendisinden daha az parlaktır?

Hangi durumda kırılma açısı gelme açısına eşit olur?

2. Yeni materyal öğrenme:

Mercek, küresel yüzeylerle sınırlandırılmış, optik olarak şeffaf bir gövdedir.�

Dışbükey mercekler şunlardır: bikonveks (1), plano-dışbükey (2), içbükey-dışbükey (3).

İçbükey mercekler şunlardır: bikonkav (4), plano-içbükey (5), dışbükey-içbükey (6).

Okul kursunda çalışacağız ince lensler.

Kalınlığı yüzeylerinin eğrilik yarıçapından çok daha az olan merceğe ince mercek denir.

Paralel ışın demetini yakınsak ışına dönüştüren ve onu bir noktada toplayan merceklere denir. toplama lensler.

Paralel ışın demetini ıraksak ışına dönüştüren merceklere denir saçılma mercekler.� Işınların kırıldıktan sonra toplandıkları noktaya denir odak. Yakınsak bir mercek için – geçerlidir. Saçılma için - hayali.

Uzaklaşan bir mercekten geçen ışık ışınlarının yolunu ele alalım:

Lenslerin ana parametrelerini girip görüntülüyoruz:

Lensin optik merkezi;

Lensin optik eksenleri ve lensin ana optik ekseni;

Objektifin ana odak noktaları ve odak düzlemi.

Merceklerdeki görüntülerin oluşturulması:

Bir nokta nesne ve onun görüntüsü her zaman aynı optik eksen üzerinde yer alır.

Optik eksene paralel bir merceğe gelen ışın, mercekte kırıldıktan sonra bu eksene karşılık gelen odak noktasından geçer.

Toplayıcı mercekten önce, mercekten sonra odaktan geçen ışın, bu odağa karşılık gelen eksene paralel olarak yayılır.

Optik eksene paralel bir ışın, odak düzleminde kırıldıktan sonra onunla kesişir.

D - nesnenin merceğe uzaklığı

F - merceğin odak uzaklığı.

1. Nesne merceğin çift odak uzaklığının arkasındadır: d > 2F.

Mercek nesnenin küçültülmüş, ters çevrilmiş, gerçek görüntüsünü verecektir.

Nesne merceğin odağı ile çift odağı arasındadır: F< d < 2F

Mercek nesnenin büyütülmüş, ters çevrilmiş, gerçek görüntüsünü verir.�

Merceğin odağına bir nesne yerleştirilir: d = F

Öğenin görüntüsü bulanık olacaktır.

4. Nesne mercek ile odak noktası arasındadır: d< F

nesnenin görüntüsü büyütülmüş, sanal, doğrudandır ve nesneyle merceğin aynı tarafında yer alır.

5. Uzaklaşan bir merceğin ürettiği görüntüler.

mercek, merceğin nesneyle aynı tarafında bulunan gerçek görüntüleri üretmez.

İnce mercek formülü:

Bir merceğin optik gücünü bulma formülü:

odak uzaklığının tersi merceğin optik gücü olarak adlandırılır. Odak uzaklığı ne kadar kısa olursa merceğin optik gücü o kadar büyük olur.

Optik cihazlar:

kamera

Sinema kamerası

Mikroskop

Ölçek.

Resimlerde hangi lensler gösteriliyor?

Şekilde gösterilen görüntüyü elde etmek için hangi cihaz kullanılabilir?

A. kamera b. film kamerası girişi. büyüteç

Resimde hangi mercek gösterilmektedir?

A. toplama

B. saçılma

içbükey

Lensler tipik olarak küresel veya neredeyse küresel bir yüzeye sahiptir. İçbükey, dışbükey veya düz olabilirler (yarıçap sonsuza eşittir). Işığın geçtiği iki yüzeye sahiptirler. Farklı şekillerde bir araya getirilerek oluşturulabilirler. Farklı türde lensler (makalede daha sonra gösterilen fotoğraf):

• Her iki yüzey de dışbükey (dışa doğru kavisli) ise orta kısım kenarlardan daha kalındır.
• Dışbükey ve içbükey küreye sahip merceğe menisküs denir.
• Bir yüzeyi düz olan merceğe, diğer kürenin yapısına bağlı olarak plano-içbükey veya plano-dışbükey denir.

Lens tipi nasıl belirlenir? Buna daha detaylı bakalım.

Yakınsak mercekler: mercek türleri

Yüzeylerin kombinasyonuna bakılmaksızın orta kısımdaki kalınlıkları kenarlardan daha fazla ise bunlara toplama denir. Pozitif odak uzaklığına sahiptirler. Aşağıdaki yakınsak mercek türleri ayırt edilir:

• düz dışbükey,
• bikonveks,
• içbükey-dışbükey (menisküs).

Bunlara “pozitif” de denir.

Iraksak mercekler: mercek türleri

Merkezdeki kalınlıkları kenarlardan daha ince ise bunlara saçılma denir. Negatif odak uzaklığına sahiptirler. Aşağıdaki ıraksak mercek türleri vardır:

• düz içbükey,
• çift ​​içbükey,
• dışbükey-içbükey (menisküs).

Bunlara “negatif” de denir.

Temel konseptler

Bir nokta kaynağından gelen ışınlar bir noktadan ayrılır. Bunlara paket denir. Işın merceğe girdiğinde, her ışın kırılarak yönünü değiştirir. Bu nedenle ışın mercekten az ya da çok farklı çıkabilir.

Bazı optik mercek türleri ışınların yönünü o kadar değiştirir ki, ışınlar tek bir noktada birleşir. Işık kaynağı en azından odak uzaklığında bulunuyorsa, ışın en az aynı uzaklıktaki bir noktada birleşir.

Gerçek ve hayali görüntüler

Noktasal ışık kaynağına gerçek nesne denir ve mercekten çıkan ışın ışınının yakınsama noktası onun gerçek görüntüsüdür.

Genel olarak düz bir yüzeye dağıtılmış bir dizi nokta kaynağı önemlidir. Bir örnek, arkadan aydınlatmalı buzlu cam üzerindeki bir desen olabilir. Başka bir örnek, arkadan aydınlatılan ve böylece gelen ışığın düz ekrandaki görüntüyü birçok kez büyüten bir mercekten geçmesini sağlayan bir film şerididir.

Bu durumlarda bir uçaktan bahsediyoruz. Görüntü düzlemindeki noktalar, nesne düzlemindeki noktalara 1:1 oranında karşılık gelir. Aynı şey için de geçerlidir geometrik şekiller ancak ortaya çıkan görüntü nesneye göre yukarıdan aşağıya veya soldan sağa ters çevrilebilir.

Işınların bir noktada yakınsaması gerçek bir görüntü oluşturur, ıraksaması ise hayali bir görüntü oluşturur. Ekranda açıkça belirtildiğinde gerçektir. Görüntü yalnızca mercekten ışık kaynağına doğru bakılarak gözlemlenebiliyorsa buna sanal denir. Aynadaki yansıma hayalidir. Teleskopla görülebilen resim aynıdır. Ancak kamera merceğinin filme yansıtılması gerçek görüntüyü üretir.

Odak uzaklığı

Bir merceğin odağı, içinden paralel bir ışın demeti geçirilerek bulunabilir. Birleştikleri nokta odak noktası F olacaktır. Odak noktasından merceğe olan mesafeye odak uzaklığı f denir. Paralel ışınlar diğer taraftan geçebilir ve böylece her iki tarafta da F bulunur. Her mercekte iki F ve iki f bulunur. Odak uzaklıklarına kıyasla nispeten inceyse, ikincisi yaklaşık olarak eşittir.

Uzaklaşma ve yakınsama

Yakınsak lensler pozitif odak uzaklığı ile karakterize edilir. Bu tip mercek türleri (plano-dışbükey, bikonveks, menisküs), kendilerinden çıkan ışınları daha önce azaltıldığından daha fazla azaltır. Merceklerin toplanması hem gerçek hem de sanal görüntüler oluşturabilir. Birincisi, yalnızca mercekten nesneye olan mesafe odak noktasını aşarsa oluşur.

Iraksak lensler negatif odak uzaklığı ile karakterize edilir. Bu tip mercek türleri (plano-içbükey, bikonkav, menisküs), ışınları yüzeye çarpmadan önce yayıldıklarından daha fazla yayarlar. Uzaklaşan mercekler sanal bir görüntü oluşturur. Sadece gelen ışınların yakınsaması önemli olduğunda (mercek ile karşı taraftaki odak noktası arasında bir yerde birleşirler), ortaya çıkan ışınlar gerçek bir görüntü oluşturmak üzere yine de birleşebilirler.

Önemli Farklılıklar

Işınların yakınsaması veya ıraksaması ile merceğin yakınsaması veya ıraksaması arasında ayrım yapmaya dikkat edilmelidir. Merceklerin ve ışık huzmelerinin türleri eşleşmeyebilir. Görüntüdeki bir nesne veya noktaya ilişkin ışınlar “dağılıyorsa” ıraksak, bir araya “toplanıyorsa” yakınsak olarak adlandırılır. Herhangi bir koaksiyel optik sistemde optik eksen, ışınların yolunu temsil eder. Işın, kırılma nedeniyle yönü değişmeden bu eksen boyunca hareket eder. Bu aslında optik eksenin iyi bir tanımıdır.

Uzaklık arttıkça optik eksenden uzaklaşan ışına ıraksak denir. Ve ona yaklaşana yakınsak denir. Optik eksene paralel ışınların yakınsaklığı veya ıraksaması sıfırdır. Dolayısıyla bir ışının yakınlaşması veya uzaklaşmasından bahsettiğimizde bu optik eksenle ilgilidir.

Bunlardan bazıları, ışının optik eksene doğru daha fazla saptırıldığı tiptedir. İçlerinde yakınlaşan ışınlar birbirine yaklaşır ve uzaklaşan ışınlar daha az uzaklaşır. Hatta güçleri bunun için yeterliyse kirişi paralel ve hatta yakınsak hale getirebilirler. Benzer şekilde, ıraksak bir mercek, ıraksak ışınları daha da uzağa yayabilir ve yakınsak ışınları paralel veya ıraksak hale getirebilir.

Büyüteç

İki dışbükey yüzeye sahip bir mercek, merkezde kenarlardan daha kalındır ve basit bir büyüteç veya büyüteç olarak kullanılabilir. Aynı zamanda gözlemci hayali, büyütülmüş bir görüntüye bakar. Ancak kamera merceği, film veya sensör üzerinde nesneye kıyasla boyutu genellikle küçültülmüş gerçek bir görüntü üretir.

Gözlük

Bir merceğin ışığın yakınsamasını değiştirme yeteneğine onun gücü denir. D = 1 / f diyoptri cinsinden ifade edilir, burada f, metre cinsinden odak uzaklığıdır.

5 diyoptri gücüne sahip bir merceğin f = 20 cm'si vardır, göz doktorunun gözlük reçetesi yazarken belirttiği diyoptridir. Diyelim ki 5,2 diyoptri kaydetti. Atölye, üreticiden alınan 5 diyoptrilik bitmiş bir iş parçasını alacak ve 0,2 diyoptri eklemek için bir yüzeyi biraz parlatacak. Prensip, iki kürenin birbirine yakın yerleştirildiği ince mercekler için kural, toplam güçlerinin her birinin diyoptrilerinin toplamına eşit olmasıdır: D = D 1 + D 2.

Galileo'nun trompeti

Galileo zamanında (17. yüzyılın başları) gözlük Avrupa'da yaygın olarak bulunabiliyordu. Genellikle Hollanda'da yapılıyor ve sokak satıcıları tarafından dağıtılıyorlardı. Galileo, Hollanda'da birisinin uzaktaki nesneleri daha büyük göstermek için bir tüpün içine iki tür mercek koyduğunu duydu. Tüpün bir ucunda uzun odaklı yakınsak mercek, diğer ucunda ise kısa odaklı ıraksak mercek kullandı. Merceğin odak uzaklığı f o ve göz merceği f e ise, aralarındaki mesafe f o -f e ve güç (açısal büyütme) f o /f e olmalıdır. Bu düzenlemeye Galile tüpü denir.

Teleskop, modern el tipi dürbünlerle karşılaştırılabilecek şekilde 5 veya 6 kat büyütme özelliğine sahiptir. Bu da pek çok heyecan verici şey için yeterli: Ay kraterlerini, Jüpiter'in dört uydusunu, Venüs'ün evrelerini, bulutsuları ve yıldız kümelerini, ayrıca Samanyolu'ndaki sönük yıldızları rahatlıkla görebilirsiniz.

Kepler teleskopu

Kepler tüm bunları duydu (Galileo ile mektuplaştı) ve iki yakınsak merceği olan başka tür bir teleskop yaptı. Odak uzaklığı büyük olan mercek, odak uzaklığı kısa olan ise göz merceğidir. Aralarındaki mesafe f o + f e ve açısal büyütme ise f o / f e'dir. Bu Keplerian (veya astronomik) teleskop ters bir görüntü üretir, ancak yıldızlar veya ay için bu önemli değildir. Bu şema, görüş alanının Galile teleskopuna göre daha düzgün bir şekilde aydınlatılmasını sağladı ve gözlerinizi sabit bir konumda tutmanıza ve tüm görüş alanını uçtan uca görmenize olanak tanıdığı için kullanımı daha kolaydı. Cihaz, kalitede ciddi bir bozulma olmaksızın Galileo'nun trompetinden daha yüksek büyütme oranlarının elde edilmesine olanak sağladı.

Her iki teleskop da, görüntülerin tam olarak odaklanamamasına neden olan küresel sapma ve renkli haleler oluşturan renk sapması sorunu yaşıyor. Kepler (ve Newton) bu kusurların üstesinden gelinemeyeceğine inanıyordu. Ancak 19. yüzyılda bilinebilecek akromatik türlerin mümkün olduğunu varsaymadılar.

Ayna teleskopları

Gregory, aynaların renkli kenarları olmadığı için teleskop merceği olarak kullanılabileceğini öne sürdü. Newton bu fikirden yararlandı ve içbükey gümüş kaplı bir ayna ve pozitif bir göz merceğinden Newton tarzı bir teleskop yarattı. Örneği, bugüne kadar kaldığı Kraliyet Cemiyeti'ne bağışladı.

Tek lensli bir teleskop, bir görüntüyü bir ekrana veya fotoğraf filmine yansıtabilir. Uygun büyütme, örneğin 0,5 m, 1 m veya birçok metre gibi uzun odak uzaklığına sahip pozitif bir mercek gerektirir. Bu düzenleme genellikle astronomi fotoğrafçılığında kullanılır. Optiğe aşina olmayan kişiler için, daha zayıf bir uzun odaklı merceğin daha fazla büyütme sağlaması çelişkili görünebilir.

Küreler

Antik kültürlerin küçük cam boncuklar yaptıkları için teleskoplara sahip olabileceği öne sürülüyor. Sorun şu ki ne için kullanıldıkları bilinmiyor ve kesinlikle iyi bir teleskopun temelini oluşturamıyorlar. Toplar küçük nesneleri büyütmek için kullanılabiliyordu ancak kalite pek tatmin edici değildi.

İdeal bir cam kürenin odak uzaklığı çok kısadır ve küreye çok yakın gerçek görüntüyü oluşturur. Ayrıca sapmalar (geometrik bozulmalar) da önemlidir. Sorun iki yüzey arasındaki mesafede yatmaktadır.

Ancak görüntü kusurlarına neden olan ışınları engellemek için derin bir ekvatoral oluk açarsanız, bu çok vasat bir büyüteçten harika bir büyütücüye dönüşür. Bu karar Coddington'a atfedilir ve onun adını taşıyan büyüteçler bugün çok küçük nesneleri incelemek için elde tutulan küçük büyüteçler şeklinde satın alınabilir. Ancak bunun 19. yüzyıldan önce yapıldığına dair hiçbir kanıt yok.

Novosibirsk Ulaştırma Teknolojileri Koleji'nin Barabinsk şubesi, N.A. Lunina.

Öğretmen: Nagoga Ekaterina Mihaylovna.

Konu: “Lensler. Lenslerde inşaat. İnce lens formülü."

Hedef: Lensler, fiziksel özellikleri ve özellikleri hakkında bilgi sağlar.

Dersler sırasında

Zamanı organize etmek

Selamlar.

Ev ödevlerini kontrol ediyorum.

II. Yeni materyal öğrenme

Işık kırılması olgusu, ışık ışınlarını kontrol etmek ve optik görüntüler elde etmek için kullanılan merceklerin ve birçok optik aletin etkisinin temelini oluşturur.

Lens küresel yüzeylerle sınırlandırılmış optik şeffaf bir gövdedir. Variki tip lens :

a) dışbükey;

b) içbükey.

Dışbükey mercekler var : bikonveks, plano-dışbükey, içbükey-dışbükey.

Konkav mercekler olabilir : bikonkav, plano-içbükey, dışbükey-içbükey.

Merkezleri kenarlarından daha kalın olan merceklere denirtoplama ve daha kalın kenarları olan- saçılma (slayt 3,4) .

Deney

Bir ışık demeti bikonveks merceğe yönlendirilir. İzliyoruzböyle bir merceğin toplama etkisi: merceğe gelen her ışın, onun tarafından kırıldıktan sonra orijinal yönünden saparak ana optik eksene yaklaşır.

Tanımlanan deneyim doğal olarak öğrencileri bir merceğin ana odağı ve odak uzaklığı kavramlarına yönlendirir.

Merceğin optik merkezinden ana odağına kadar olan mesafeye denirmerceğin odak uzaklığı . Mektupla belirlenirFhilenin kendisi gibi (4-6. slaytlar).

Daha sonra, ışık ışınlarının uzaklaşan bir mercekten geçen yolu belirlenir. Uzaklaşan bir merceğin eylemi ve parametreleri sorunu da benzer şekilde ele alınır. Deneysel verilere dayanarak şu sonuca varabiliriz: Uzaklaşan merceğin odağı hayalidir (slayt 7).

III . Lenslerde inşaat.

Belirli bir şekil ve boyuta sahip nesnelerin görüntüsünün bir mercek tarafından oluşturulması şu şekilde elde edilir: Diyelim ki AB çizgisi, mercekten belirli bir mesafede bulunan ve odak uzaklığını önemli ölçüde aşan bir nesneyi temsil ediyor.

Nesnenin her noktasından sayısız sayıda ışın mercekten geçecektir; açıklık sağlamak için şekil şematik olarak yalnızca üç ışının gidişatını göstermektedir.

(slayt 8,9)

Bir nesne merceğe sonsuz uzaklıktaysa, görüntüsü merceğin arka odağında F' elde edilir.geçerli , Tepe taklak Ve azaltılmış bir noktaya benzeyene kadar.

(slayt 10)

Ön odak ve çift odak uzaklığı arasına bir nesne yerleştirilirse görüntü çift odak uzaklığının arkasında elde edilecek ve gerçek, ters ve büyütülmüş olacaktır.

(slayt 11)

Bir nesne merceğin odak uzaklığının iki katı uzağa yerleştirilirse, ortaya çıkan görüntü merceğin diğer tarafında odak uzaklığının iki katı uzaklıkta olur. Görüntü gerçektir, terstir ve nesneye eşit boyuttadır.

(slayt 12)

Bir nesne merceğe yakınsa ve merceğin odak uzunluğunun iki katını aşan bir mesafedeyse, bu durumda görüntüsügeçerli , Tepe taklak Ve azaltılmış ve onunla çift odak uzaklığı arasındaki segmentte ana odağın arkasında yer alacaktır.

(slayt 13)

Nesne merceğin ön ana odak düzlemindeyse mercekten geçen ışınlar paralel gidecek ve görüntü ancak sonsuzda elde edilebilecektir.

(slayt 14)

Bir nesne ana odak uzaklığından daha az bir mesafeye yerleştirilirse, ışınlar mercekten, hiçbir yerde kesişmeden, uzaklaşan bir ışın halinde çıkacaktır. Görüntü daha sonrahayali , doğrudan Ve büyütülmüş yani bu durumda mercek bir büyüteç gibi çalışır.

(slayt 15)

IV. İnce mercek formülünün türetilmesi.

(slayt 16)

Gölgeli üçgenlerin benzerliğinden (Şekil 70) şu sonuç çıkar:

(slayt 17)

NeredeD - nesnenin merceğe olan mesafesi;Fmercekten görüntüye olan mesafe;F - odak uzaklığı. Lensin optik gücü:

Hesaplarken sayısal değerler gerçek miktarlar her zaman artı işaretiyle, sanal miktarlar ise eksi işaretiyle değiştirilir (slayt 18).

Doğrusal artış

Gölgeli üçgenlerin benzerliğinden (Şekil 71) şu sonuç çıkar:

(slayt 19)

V. Çalışılan materyalin konsolidasyonu.

Uzaklaşan bir merceğin odağına neden hayali denir?

Bir noktanın gerçek görüntüsü hayali olandan nasıl farklıdır?

Yalnızca şekline bakarak, bu merceğin yakınsadığını mı yoksa uzaklaştığını hangi işaretten anlayabilirsiniz?

Dışbükey merceğin özelliklerini belirtin.(Paralel ışınları tek bir noktada toplayın.)

1064, 1066 (P) numaralı problemlerin çözümü (slayt 20,21)

§ 63-65, No. 1065(R)

Mercek şeffaf ve sınırlı bir bedeni temsil eder. Mercek gövdesinin sınırlayıcıları çoğunlukla iki kavisli yüzeyden veya biri kavisli, diğeri düzdür. Bildiğiniz gibi mercekler dışbükey veya içbükey olabilir. Buna göre orta düzlemi kenarlarına göre kalınlaştırılmış bir mercek dışbükeydir. İçbükey mercekler farklı bir görüntü sunar: ortaları kenar yüzeyine göre daha incedir. Işınların kırılma indisi ise çevre dışbükey bir merceğin aynı göstergesiyle karşılaştırıldığında daha az, içinde paralel ışınların oluşturduğu ışın kırılır ve yakınsak bir ışına dönüştürülür. Bu özelliklere sahip içbükey merceklere yakınsak mercekler denir. İçbükey bir mercekte, paralel yönlendirilmiş ışınlardan oluşan bir ışın kırılma sırasında ıraksak hale gelirse, bunlar ıraksak içbükey merceklerdir, içlerinde hava dış ortam görevi görür.

Mercek geometrik merkezleri olan küresel bir yüzeydir. Merkezleri birbirine bağlayan düz çizgi ana optik eksendir. İnce merceklerin kalınlığı eğrilik yarıçapından daha azdır. Bu tür lensler için segment köşelerinin yakın aralıklı olduğu ve bir optik merkezi temsil ettiği doğrudur. Bu durumda ikincil eksen, küresel yüzeylerin merkezlerini birleştiren düz çizgiye belli bir açıyla merkezden geçen herhangi bir düz çizgidir. Ancak bir merceğin ana odağını belirlemek için, bir ışın demetinin toplayıcı bir içbükey merceğe çarptığını hayal etmek yeterlidir. Üstelik bu ışınlar ana eksene paraleldir. Kırılmadan sonra bu tür ışınlar odak noktası olacak bir noktada toplanacaktır. Odakta ışınların devamını görebilirsiniz. Bunlar kırılmadan önce ana eksene paralel yönlendirilen ışınlardır. Ancak bu numara hayalidir. Ayrıca ıraksak merceğin ana odağı da vardır. Daha doğrusu iki ana odak noktası. Ana optik ekseni hayal ederseniz, ana odaklar merkezden eşit uzaklıkta olacaktır. Odak uzunluğunun tersini hesaplarsak optik gücü elde ederiz.

Bir merceğin optik güç birimi, SI sistemini kastediyorsak diyoptridir. Tipik olarak, yakınsak bir mercek için optik gücü pozitiftir, ıraksak bir mercek için ise negatif olacaktır. Düzlem, merceğin ana odağından geçme ve aynı zamanda ana eksene dik olma özelliğine sahipse, o zaman odak düzlemidir. Merceğe yönlendirilen ve aynı zamanda ikincil optik eksene paralel olan ışın şeklindeki ışınların, eksen ile odak düzleminin kesişme noktasında toplanacağı güvenilir bir şekilde bilinmektedir. Lenslerin yansıtma ve kırma yeteneği optik enstrümantasyonda kullanılır.

Hepimiz merceklerin günlük kullanım örneklerini biliyoruz: Büyüteç, gözlük, kamera, bilim ve araştırmada ise mikroskoptur. Lenslerin özelliklerinin insanlar için keşfedilmesinin önemi çok büyüktür. Optikte en sık küresel lensler kullanılır. Camdan yapılmışlardır ve kürelerle sınırlıdırlar.