Mercek

Optik
Işığın doğası
Işık
Işık hızı
Huygens ilkesi
Fermat ilkesi
Optik aygıtlar
Ayna
Mercek
Prizma
Büyüteç
Kamera
Mikroskop
Teleskop
Lazer
Göz
Olaylar
Yansıma
Toplam iç yansıma
Kırılma
Saçılma
Girişim
Kırınım
Kutuplanma

Bir mercek

Mercek ya da lens ışığın yönünü değiştiren (kıran), ışık ışınlarını birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran optik alet.
Basit mercek tek bir optik elemanın kullanıldığı, bileşik mercek ise iki optik elemanın bir arada olduğu mercek tipidir. Bileşik mercek, basit mercek kullanıldığında ortaya çıkan sapınç olayının etkisini azaltmak için kullanılır. Mercekler genelde camdan ve saydam plastikten yapılır.

Tarihi

Lens(mercek) kelimesinin kökeni Latince'deki lentil kelimesinden gelmektedir. Lentil Latince'de mercimek demektir.

British Museum'da bulunan Nimrud merceği

İnsan yapımı en eski mercek antik Asur kentlerinden Nimrud'da bulunmuştur. David Brewster bu merceğin büyüteç olarak ya da ateş başlatma amaçlı kullanıldığını düşünmektedir çünkü Asurlular zamanında bulunan ince işlemeli oyma resimlerin büyüteç kullanılmadan yapılması imkansızdır.
İçinde merceklerin geçtiği ilk yazılı eser Antik Yunan filozoflarından Aristo'nun Bulutlar(MÖ 424)'ıdır. Bu eserde bir mercek, yangın çıkartma amacıyla kullanılmıştır.

Terimler

Mercekler temel olarak iki eğrisel kırıcı yüzeyden oluşur. (Kimi zaman bu yüzeylerden biri düz olabilir.)

• Bu eğrileri uzatıp çember yaptığımızda oluşan çemberlerin yarıçapları eğrilik yarıçapı olarak adlandırılır. $R_1$ ve $R_2$ olarak gösterilir.
• $P$ merceğin kırma gücü
• $f$ merceğin odak uzaklığı, optik eksene paralel gelen ışınların toplandığı (ince kenarlıda) ya da bir noktadan çıkıyormuşçasına dağıldığı nokta(kalın kenarlıda)
• $d$ iki kırıcı yüzey arasındaki uzaklık
  
• n merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisi

Bir merceğin odak uzaklığı mercekçi denklemi kullanılarak hesaplanır.

${P} = \frac{1}{f} = (n-1) \left[ \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} + \frac{(n-1)d}{n R_1 R_2} \right]$

İşaret seçimi

Mercekçi denklemindeki $R_1$ ve $R_2$'nin işareti seçilirken içbükeylik dikkate alınır. Eğer yüzey dışbükeyse + işaretli, içbükeyse - işaretli olur. Eğer yüzey eğri değil de düzse $R=\infty$ alınır.

Çeşitleri

Bir merceğe gelen ışın merceğe girerken ve mercekten çıkarken olmak üzere iki defa kırılır. Işınları toplayacak şekilde kıran merceklere ince kenarlı mercek, dağıtacak şekilde kıran merceklere kalın kenarlı mercek denir.

İnce kenarlı mercek

Üzerine gelen ışınları bir noktada toplayan mercek, dışbükey mercek olarak da bilinir.

Kalın kenarlı mercek

Üzerine gelen ışınları dağıtan mercek, içbükey mercek olarak da bilinir.

Sapınç

Sapınç, gerçek görüntünün, basit bir teorinin tahminlerinden farklı çıkmasına ve merceklerin ışık kırmada ya da görüntü oluşturmada teorideki gibi davranmamasıdır.

Kullanıldığı alanlar

• Büyüteç
• Gözlük yapımında, miyop, hipermetrop, astigmat tedavisinde
• Dürbün, teleskop, mikroskop, kamera, projektör yapımında
• Güneş enerjisinden elektrik elde ederken (fotovoltaik) ışıkları toplamada

• 

  Dürbündeki mercek ve prizmalar

• 

  Kepler'in iki tane mercek içeren teleskobu

• 

  Soldaki, merceklerin bulunduğu bir optik mikroskop

• 

  SLR bir fotoğraf makinesinin mercek yapısı