Küresel aynalar: asal eksen, tepe, merkez ve odak noktası

Aynaların genellikle cam yüzeylerin bir tarafının alüminyum gibi ışığı iyi yansıtan bir metalle kaplanmasıyla elde edildiğini düzlem aynalar konusunda öğrenmiştik. Ama cam yüzeylerin her zaman düz olması gerekmez, bir kürenin içi ya da dışı gibi eğimli (bükülmüş) yüzeyleri de aynaya dönüştürebiliriz. Böyle aynalara küresel aynalar denir. Küresel bir ayna çukur (iç bükey veya konkav) ya da tümsek (dış bükey veya konveks) olabilir. Örneğin, aşağıdaki resimde bir çukur ayna, bir de tümsek ayna yanyana konulmuş. Bu aynaların önüne birer özdeş pil yerleştirilmiş, piller aynalardan eşit uzaklıkta bulunuyor. Aynalardaki görüntülerin ne kadar farklı olduğuna dikkat edin.

Küresel aynalar yanyana: sağda çukur solda tümsek ayna görülüyor

Küresel aynalar nasıl yapılır?

Küresel aynalar bir küreden bir kesit alınarak elde edilir. Aşağıdaki resimde içi boş cam bir küre gösteriliyor. Kürenin merkezi M noktası, yani kürenin yüzeyindeki her noktanın M noktasına uzaklığı aynı ve kürenin yarıçapına eşit. Bu kürenin sağ tarafını aşağıya doğru dümdüz kestiğimizi düşünelim. Kestiğimiz kısmı küreden ayıralım. Elimizde resimde mavi çizgi ile gösterilen, ama aslında bir çizgi olmayıp bir yüzey olan kısım kalıyor.

Küresel aynalar bir kürenin kesitinden yapılır

Bu küre kesitinin dış yüzeyini sırlarsanız içi ışığı yansıtır, böylece çukur ayna yapmış olursunuz. Eğer küre kesitinin iç yüzeyini sırlarsanız dış yüzeyi ışığı yansıtır, bu durumda da tümsek ayna elde edersiniz. Tüm aynalar gibi küresel aynalar da yansıma kanunlarına uyar.

Eğer kullandığınız küre bir metalse, aynı anda hem çukur hem de tümsek ayna elde edebilirsiniz. Aşağıdaki resimde çukur ayna olarak kullanılan bir metal küresel ayna gösteriliyor. Bu aslında küresel yüzeyden kesilmiş bir şerit. Lazer ışığı aynanın iç bükey kısmına doğrultulmuş.

Metal küresel aynadan çukur ayna elde edilmiş

Aşağıdaki resimde ise aynı aynayı ters çevirmişiz. Bu kez lazer ışığı aynanın dış bükey tarafına tutulmuş.

Metal küresel aynadan tümsek ayna yapılmış

Merkez noktası, asal eksen, tepe noktası ve odak noktası nedir?

Şimdi sırayla çukur aynanın ve tümsek aynanın özelliklerini inceleyelim. Aşağıdaki resimde bir çukur ayna kesiti gösteriliyor. Küre kesitinin dış yüzeyinin sırlandığına (kısa çizgilerle gösteriliyor, aynanın sağ tarafında) dikkat edin. Çizimde M noktasına merkez noktası denir. Bu nokta ayna yüzeyini oluşturan kürenin merkezidir. Merkez noktasından (ayna yüzeyini oluşturan kürenin merkezinden) geçen doğruya asal eksen denir. Asal eksenin küresel aynanın merkezini kestiği noktaya tepe noktası denir, T ile gösterilir. Çukur aynada asal eksene paralel gelip aynadan yansıyan ışınların asal eksenle kesiştiği noktaya odak noktası denir, F ile gösterilir. Çukur aynada odak noktası aynanın önünde yer alır. Küresel aynalarda odak noktası (F) ile tepe noktası (T) arasındaki uzaklığa odak uzaklığı denir, f ile gösterilir.

Küresel aynalardan çukur aynanın şematik çizimi

Şimdi de bir tümsek ayna çizimine bakalım. Merkez noktası, asal eksen ve tepe noktası çukur aynadaki ile tamamen aynı. Tek değişen odak noktasının (F) aynanın önünde değil arkasında yer alıyor olması. Çünkü odak noktası tümsek aynada asal eksene paralel gelip aynadan yansıyan ışınların ayna arkasındaki uzantılarının asal eksenle kesiştiği noktaya deniyor.

Küresel aynalardan tümsek aynanın şematik çizimi

Küresel aynalarda, yani hem çukur hem de tümsek aynada, merkez noktası ile tepe noktası arasındaki uzaklık, odak uzaklığının iki katıdır. |MT| = 2|FT| yani m = 2f

Küresel aynalarla ilgili kazanımlar

2017 – 10.4.5.1. Küresel aynalarda odak noktası, merkez, tepe noktası ve asal eksen kavramlarını açıklar.

0 Yorum

Bir Cevap Bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

©2018 fizikdersi.gen.tr - Her hakkı saklıdır içerik izinsiz kullanılamaz

Kullanıcı Bilgileriniz İle Oturum Açın

Bilgilerinizi Unuttunuzmu?