Optik Aletlerle İlgili Örnek Sorular

Optik Aletlerle İlgili 12 Soru Örneği

İçbükey Ayna

1. İçbükey bir aynanın, yüksekliği h olan bir cismi f'den (aynanın odak uzunluğu f) daha küçük bir mesafeye yerleştirmesiyle oluşan görüntüsü şöyledir:

A. sanal, dik, küçültülmüş

B. sanal, dik, büyütülmüş

C. gerçek, dik, indirgenmiş

D. gerçek, ters çevrilmiş, büyütülmüş

E. gerçek, ters çevrilmiş, indirgenmiş

Pembahasan

Aşağıdaki resim, yukarıdaki sorudakine benzer bir gölge oluşumu örneğidir. Bu resme göre, gölge sanal, dik ve büyütülmüştür. Doğru cevap B'dir.

2. Bir cisim, içbükey bir aynanın odak noktası ile yüzeyi arasına tam ortasına yerleştirilirse, oluşan görüntü şu şekilde olur:

(1) iki kez büyütüldü

(2) dik

(3) görüntü mesafesi = odak mesafesine sahiptir

(4) sanal

Doğru ifade şudur…

A. 1, 2 ve 3

B. 1 ve 3

C. 1 ve 4

D. yalnızca 4

E. Hepsi doğru

Pembahasan

Aşağıdaki resimde gösterildiği gibi, odak noktası uzaklığı veya odak uzunluğu (f) = 20 cm ve nesne uzaklığı (s) = 10 cm olsun.

a) Gölge mesafesi

1/f = 1/s + 1/s'

1/20 = 1/10 + 1/s'

1/20 – 1/10 = 1/s'

1/20 – 2/20 = 1/s'

-1/20 = 1/s'

s' = -20 cm

Negatif gölge mesafesi, gölgenin sanal olduğu anlamına gelir. Gölge sanaldır çünkü içinden ışık geçmez. Bu, resimde noktalı bir çizgiyle gösterilir.

b) Görüntünün büyütülmesi

M = -s'/s = -(-20)/10 = 20/10 = 2 kez

Görüntünün pozitif büyütülmesi, görüntünün dik olduğu anlamına gelir. Görüntü 2 kat büyütülmüştür.

Yukarıdaki görüntü ve hesaplama sonuçlarına göre gölgelerin özellikleri şunlardır:

1. 2 kat büyütülmüş

2. Dik

3. Görüntü mesafesi = odak uzaklığı = 20 cm

4. Doğası gereği sanal

Doğru cevap E şıkkıdır.

Dışbükey Ayna

3. Yolun virajına dışbükey bir ayna yerleştirilmiştir. Bir cisim aynadan 2 m uzaklıkta olduğunda, oluşan görüntünün yüksekliği cismin yüksekliğinin 1/16'sı kadardır. Aynanın odak uzaklığı nedir?

A. 2/15 m

B. 2/17 m

C. 5/8 m

Çap 15/2 m

E. 17/2 m

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Nesne mesafesi (s) = 2 metre

Görüntü büyütme (M) = 1/16 kat

Soruldu: Dışbükey aynanın odak uzaklığı

Cevap :

Öncelikle gölge mesafesini (s') hesaplayın:

Gölge mesafesi -1/8 metredir. Negatif işaret, gölgenin sanal olduğunu gösterir.

Dışbükey aynanın odak uzaklığı (f):

Negatif işaret, dışbükey aynanın odak noktasının sanal olduğu anlamına gelir.

Doğru cevap A şıkkıdır.

4. Dışbükey bir aynanın önüne yerleştirilen h yüksekliğindeki bir cismin oluşturduğu görüntü...

A. gerçek, dik, büyütülmüş

B. sanal, dik, büyütülmüş

C. gerçek, dik, indirgenmiş

D. gerçek, ters çevrilmiş, büyütülmüş

E. sanal, dik, küçültülmüş

Pembahasan

Yandaki resme göre, gölgenin özellikleri sanal, dik ve küçültülmüş şeklindedir.

Doğru cevap E şıkkıdır.

Dışbükey Mercek

5. Yukarıdaki dışbükey mercek grafiğinden, 1/s = 3'teki görüntünün büyütmesi şöyledir...

A. 1,5 kat

B. 2 katı

C. 3 katı

D. 4 katı

E. 6 katı

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

1/s = 3 cm^-1, s = 1/3 cm

1/s' = 1 cm^-1, s' = 1/1 cm = 1 cm

Soruldu: Görüntü büyütme (M)

Cevap :

Görüntü büyütme:

M = s' : s

M = 1 cm : 1/3 cm

M = 1 cm x 3/1 cm

M = 3 katı

Doğru cevap C şıkkıdır.

İçbükey Mercek

6. Paralel bir ışık demeti içbükey bir merceğe düşüyor. Işık demeti şu deneyimlere maruz kalıyor…

A. Işığın kırılması sonucu ışık yayılır.

B. Işığın yayılması için yansıma

C. ışınların toplanması için kırılma

D. ışığın toplanması için yansıma

E. kırılma meydana gelir ancak ışınlar paralel kalır.

Pembahasan

Aynalar ışığı yansıtırken, mercekler ışığı kırar.

İçbükey mercekler ışığı yayma özelliğine sahip olduklarından, aynı zamanda dağıtıcı mercekler olarak da adlandırılırlar.

Doğru cevap A şıkkıdır.

kurt

7. 5 cm odak uzaklığına sahip bir mercek büyüteç olarak kullanılır. Göz normal ise bu büyüteci kullanın. Maksimum uyum sağlandığında, büyütecin açısal büyütmesi...

A. 3 kat

B. 4 katı

C. 5 katı

D. 6 katı

E. 8 katı

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Objektif odak uzaklığı (f) = 5 cm

Normal gözün yakın noktası (N) = 25 cm

Soruldu: Büyütecin açısal büyütmesi

Cevap :

Göz maksimum düzeyde uyum sağladığında, büyüteç tarafından oluşturulan görüntünün mesafesi, normal bir gözün yakın görme noktasıyla aynıdır. Göz maksimum düzeyde uyum sağladığında büyütecin büyütme açısının formülü şöyledir:

Doğru cevap D şıkkıdır.

Göz Kusurları

8. Hipermetropi hastası bir kişinin normal görebilmesi için +2 diyoptri mercek gücüne sahip gözlük takması gerekir. Dolayısıyla, bu kişinin gözlüksüz görebileceği en yakın mesafe…

2,5 cm

B.15 cm

C 50 cm

D.60 cm

E. 100 cm

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Lens gücü (P) = +2 diyoptri

Soruldu: Kişinin gözlüksüz görebildiği en yakın mesafe

Cevap :

İçbükey mi yoksa dışbükey mercek mi?

Merceğin gücü pozitiftir, bu nedenle kullanılan mercek pozitif mercek, yani dışbükey mercek veya yakınsak mercektir.

Objektifin odak uzaklığı nedir?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/ 2 = 0,5 metre = 50 cm

Dışbükey bir merceğin odak uzaklığı 50 cm'dir.

Miyopi mi yoksa hipermetropi mi?

Kullanılan mercek dışbükey bir mercek ise, miyop demektir.

Göz, gözlük kullanmadan en yakın hangi mesafeyi görebilir?

Normal bir gözün yakın görme noktası 25 cm'dir. Gözün 25 cm mesafedeki bir cismi normal bir göz gibi görebilmesi için, merceğin merceğin önünde x cm mesafede bir görüntü oluşturması gerekir. Görüntü dışbükey merceğin önünde olduğundan, görüntü dik ve sanaldır. Görüntü sanal olduğundan, görüntü mesafesi (s') negatiftir.

-1/s' = 1/f – 1/s

-1/s' = 1/50 – 1/25 = 1/50-2/50 = -1/50

-s' = -50/1 = -50 cm = -0,50 metre

s' = 50 cm = 0,5 metre

Miyop bir gözün görebileceği en yakın mesafe 50 cm'dir. Normal bir gözün görebileceği en yakın mesafe ise 25 cm'dir.

Doğru cevap C şıkkıdır.

Gözlük

9. Presbiyopi hastasının yakın görme noktası 50 cm'dir. Normal okuma mesafesinde okumak istiyorsa, kaç numara gözlük kullanması gerekecektir?

A. -2 diyoptri

B. -1/2 diyoptri

C. + 1/2 diyoptri

D. +2 diyoptri

E. +4 diyoptri

Pembahasan

Normal bir gözün yakın görme noktası 25 cm iken, hastanın yakın görme noktası 50 cm'dir. Bu, kişinin yakını görmekte zorluk çektiği anlamına gelir; bu duruma hipermetropi denir. Hipermetropi, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi dışbükey bir mercek kullanılarak düzeltilebilir.

Gözün 25 cm önündeki bir cismin gözlemlenebilmesi için, merceğin gözün ve merceğin 50 cm önünde bir görüntü oluşturması gerekir. Görüntünün görülebilmesi için gözün önünde olması şarttır, dolayısıyla görüntü dik ve sanaldır.

Bilinen :

Nesne mesafesi (s) = 25 cm

Görüntü mesafesi (s') = -50 cm (sanal olduğu için negatif)

Soruldu : Gözlüğün odak uzaklığı (f) ve lens gücü (P)

Cevab :

1/f = 1/s + 1/s'

1/f = 1/25 + 1/-50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50/1 = 50 cm = 0,5 metre

Pozitif odak uzaklığı, kullanılan merceğin dışbükey mercek olduğu anlamına gelir.

P = 1/f = 1/0,5 = +2 Diyoptri

Lensin gücü veya kuvveti +2 D'dir. Pozitif işaret, kullanılan lensin dışbükey bir lens olduğunu gösterir.

Doğru cevap D şıkkıdır.

Mikroskop

10 Bir mikroskobun objektif merceği ve oküler merceğinin odak uzaklıkları sırasıyla 0,9 cm ve 5 cm'dir. Kişi, oküler mercekten bakmak üzere objektif merceğin önüne 10 mm'lik bir lamı yerleştirir ve göz hareketlerine alışma süreci yaşamaz. Lamın uzunluğu 0,5 mm ve kişinin normal okuma mesafesi 25 cm ise, cismin görünen uzunluğu ne olacaktır?

A. 7,5 mm

B. 10 mm

Yaklaşık 12,5 mm

Boyut 15 mm

E.20 mm

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Objektif merceğin odak uzaklığı (f_ob) = 0,9 cm = 9 mm

Göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok) = 5 cm = 50 mm

Nesnenin objektif merceğe olan uzaklığı (s)_ob) = 10mm

Nesnenin uzunluğu (h) = 0,5 mm

Normal gözün yakın görme noktası (N) = 25 cm = 250 mm

Soruldu: Gölge uzunluğu (h')

Cevap :

Gözün, sonsuz uzaklıktaki bir görüntüyü gözlemlerken gevşediği, minimum düzeyde göz uyumuyla yapılan gözlem, uyum olmadan yapılan gözlemle aynıdır.

Öncelikle, görüntünün objektif merceğe olan uzaklığını hesaplayın. Objektif mercek dışbükey bir mercek olduğundan, dışbükey mercek formülü kullanılır:

1 / sn_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90

s_ob' = 90/1 = 90 mm

Gözün minimum akomodasyonda olduğu veya görüntünün sonsuzda olduğu durumda mikroskobun toplam büyütmesi şu formül kullanılarak hesaplanır:

Gölge uzunluğu = nesne uzunluğu x toplam büyütme = (0,5 mm)(45) = 22,5 milimetre.

11 Bir mikroskobun objektif odak uzaklığı 2,0 cm'dir. Nesne, objektifin altına 2,2 cm mesafeye yerleştirilmiştir. Mikroskop 24,5 cm uzunluğundadır ve gözlemci göz uyumunu değiştirmeden gözlem yapmaktadır. Gözlemcinin normal görme yeteneğine sahip olması durumunda, mikroskobun toplam büyütmesi kaçtır?

A. 20 kat

B. 25 katı

C. 50 katı

D. 75 katı

E. 100 katı

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Objektif merceğin odak uzaklığı (f_ob) = 2,0cm

Nesnenin objektif merceğin önündeki mesafesi (s)_ob) = 2,2cm

Mikroskobun uzunluğu (l) = 24,5 cm

Normal gözün yakın noktası (N) = 25 cm

Konaklama olmaksızın gözlem

Soruldu: Mikroskobun toplam büyütmesi (M)

Cevap :

Yandaki resimde gösterildiği gibi, görüntü sonsuz derecede uzakta olduğunda göz minimum düzeyde uyum sağlar.

Gözün minimum akomodasyon konumunda olduğu durumda mikroskobun toplam büyütme formülü:

Bilgi:

M = toplam büyütme

l = mikroskobun uzunluğu = objektif mercek ile oküler mercek arasındaki mesafe = oküler merceğin odak uzunluğu + görüntünün objektif mercekten uzaklığı (s)_ob') = f_ok + s_ob'

Görüntünün objektif merceğe olan uzaklığı (s)_ob') :

1 / f_ob = 1 / s_ob + 1/s_ob'

1 / sn_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob = 1/2 – 1/2,2 = 2,2/4,4 – 2/4,4 = 0,2/4,4

s_ob' = 22

Görüntünün objektif merceğe olan uzaklığı 22 cm'dir.

Göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok)

l= f_ok + s_ob'

f_ok = l – s_ob' = 24,5 – 22 = 2,5 cm

Mikroskobun toplam büyütmesi (M):

Doğru cevap E şıkkıdır.

12 Bir öğrenci (Sn = 25 cm), aşağıdaki diyagramda gösterilen verilerle bir mikroskop kullanarak bir deney gerçekleştirdi. Mikroskobun büyütme oranı…

A. 30 kat

B. 36 katı

C. 40 katı

D. 46 katı

E. 50 katı

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Normal gözün yakın noktası (N) = 25 cm

Nesne mesafesi (s)_ob) = 1,2cm

Objektif odak uzaklığı (f_ob) = 1cm

Göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok) = 5cm

Objektif lens ile göz merceği arasındaki mesafe = 10 cm

Soruldu: Mikroskop büyütmesi

Cevap :

Eğer son görüntü sonsuz uzaklıktaysa, göz minimum düzeyde uyum sağlayacaktır; bunun tersine, eğer görüntü sonlu uzaklıktaysa, göz maksimum düzeyde uyum sağlayacaktır. Yukarıdaki resimdeki son görüntü, gözün maksimum düzeyde uyum sağlayacağı sonlu uzaklıktaki bir görüntüyü göstermektedir.

Gözün maksimum uyum pozisyonunda olduğu durumda mikroskop büyütme formülü:

Mikroskoplar üzerine tartışma

Dürbün

Dürbünler hakkında tartışma

13. Aşağıdaki mikroskopta görüntüyü oluşturan ışık demetinin izlediği yolu inceleyin:
Objektif mercek ile oküler mercek arasındaki mesafe dMikroskobun kaynağı…

20 cm
B.24 cm
C 25 cm
D.27 cm
E. 29 cm

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:
Nesnenin objektif merceğe olan uzaklığı (s)_ob) = 2cm
Objektif merceğin odak uzaklığı (f_ob) = 1,8cm
Gerçek görüntünün göz merceğinden uzaklığı (s)_ok) = 6cm
Göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok) = 6cm
Soru: Objektif mercek ile oküler mercek arasındaki mesafe (mikroskop tüpünün uzunluğu)
Cevap :

Yukarıdaki resme bakın. Göz minimum akomodasyonda olduğunda, mercek tarafından oluşturulan son görüntü sonsuzdadır. Mercek tarafından oluşturulan son görüntünün sonsuzda olması için, objektif mercek tarafından oluşturulan gerçek görüntünün merceğin odak noktasında olması gerekir. Dolayısıyla, objektif mercek ile mercek arasındaki mesafe (l) = gerçek görüntünün objektif mercekten uzaklığı (s)._ob') + göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok).

Gerçek görüntünün objektif merceğe olan uzaklığı (s)_ob') :
1 / sn_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob
1 / sn_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob
1 / sn_ob' = 1/1,8 – 1/2
1 / sn_ob' = 10/18 – 9/18 = 1/18
s_ob' = 18 cm

Objektif mercek ile oküler mercek arasındaki mesafe (mikroskop tüpünün uzunluğu):
l = s_ob' + f_ok
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
Doğru cevap B şıkkıdır.

Soru kaynağı:

Lise/Meslek Lisesi İçin Ulusal Fizik Sınavı Soruları

Optik göz aletleriyle ilgili örnek sorular
Normal gözlere sahip bir kişi başlangıçta 500 metre uzaktaki bir nesneyi görür. Birkaç saniye sonra kişi 1 metre uzaktaki bir nesneyi görür. Kornea ile retina arasındaki mesafe mata Bu, yaklaşık 2,5 cm olan gölge mesafesiyle aynı kabul edilir. Hesaplayın:
(a) 500 metre uzaklıktaki bir nesneye odaklanırken göz merceğinin odak uzaklığı ve gücü
(b) 1 metre uzaklıktaki bir nesneye odaklanırken merceğin odak uzaklığı ve gücü
(c) Odaklama 500 metreden 1 metreye değiştirildiğinde göz merceğinin odak uzaklığındaki değişiklik.
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Nesne mesafesi 1 (s₁) = 500 metre = 50.000 cm
Nesne mesafesi 2 (s₂) = 1 metre = 100 cm
Gölge mesafesi (s') = 2,5 cm
Cevap :
(a) Gözün 500 metre uzaklıktaki bir nesneye odaklandığı zamanki göz merceğinin odak uzaklığı ve gücü
Göz merceğinin odak uzaklığı (f) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: dışbükey mercek formülü :
1 / f₁ = 1 / s₁ + 1/s' = 1/50.000 + 1/2,5 = 1/50.000 + 20.000/50.000 = 20.001/50.000
f₁ = 50.000/20.001 = 2,499875 cm
f₁ = 0,02499875 metre
Göz merceği gücü:
P₁ = 1/f₁ = 1/0,02499875 = 40,0 Diyoptri

(b) Gözün 1 metre uzaklıktaki bir nesneye odaklandığı zamanki göz merceğinin odak uzaklığı ve gücü
Göz merceğinin odak uzaklığı (f):
1 / f₂ = 1 / s₂ + 1/s' = 1/100 + 1/2,5 = 1/100 + 40/100 = 41/100
f₂ = 100/41 = 2,439024 cm
f₂ = 0,02439024 metre
Göz merceği gücü:
P₂ = 1/f₂ = 1/0,02439024 = 41,0 Diyoptri

(c) Odaklama mesafesi 500 metreden 1 metreye düşürüldüğünde göz merceğinin odak uzaklığı ve gücündeki değişiklik.
Göz merceğinin odak uzaklığındaki değişim = f₁ - f₂ = 0,02499875 – 0,02439024 = 0,00060851 metre
Göz merceği gücündeki değişim = 41,0 – 40,0 = 1,0 diyoptri

Yukarıdaki soruların tartışılmasına dayanarak şu sonuca varılabilir:
Göz merceğinin odak uzaklığı, göz uzaktaki cisimleri gözlemlediğinde daha büyüktür; göz yakın mesafedeki cisimleri gözlemlediğinde ise daha küçüktür.
Göz merceğinin gücü, göz yakındaki bir nesneyi gözlemlerken daha fazladır; uzaktaki bir nesneyi gözlemlerken ise daha azdır. Dolayısıyla, nesne ne kadar yakınsa, göz merceğinin gücü de o kadar fazladır.

Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, optik göz aletleriyle ilgili soru örneklerine dair makalede incelenebilir.

Gözlüklerle ilgili sorulara örnek
Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, optik camlarla ilgili soru örneklerine yer veren makalede incelenebilir.

Kontakt lens örneği soruları
Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, kontakt lens optik aletlerine ilişkin soru örnekleri hakkındaki makalede incelenebilir.

Büyüteç örneği veya büyüteçle ilgili soru
Bir yazı o kadar küçük ki okunamıyor. Kişi, gözün minimum akomodasyonda olduğu bir anda, büyüteç kullanarak yazıyı okuyor. Büyütecin büyütme açısı 5x'tir. Büyütecin odak uzaklığı nedir?
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Normal gözün yakın noktası (N) = 25 cm
Büyüteç açısının büyütme oranı (M) = 5 x
Soruldu: Büyütecin odak uzaklığı (f)
Cevap :
Gözün maksimum uyum pozisyonunda olduğu durumda büyüteç açısının büyütme formülü:
M = (N/f) + 1
5 = (25 cm / f) + 1
5 – 1 = 25 cm / f
4 = 25 cm / f
f = 25 cm / 4
f = 6,25 cm
Büyütecin odak uzaklığı 6,25 cm'dir. Büyütecin odak uzaklığı pozitiftir çünkü büyüteç bir odak uzaklığı kullanır. dışbükey mercek diğer adıyla pozitif bakış açısı.

Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, büyüteçler veya merceklerle ilgili soru örneklerine ilişkin makalede incelenebilir.

Mikroskop örneği soruları
Normal gözlere sahip bir kişi, bir nesneyi mikroskop kullanarak gözlemliyor. Objektif merceğin odak uzaklığı 20 mm, oküler merceğin odak uzaklığı ise 30 mm'dir. Objektif merceğin oluşturduğu gerçek görüntü 10 cm uzakta ise, gözün minimum akomodasyon pozisyonunda gözlemlendiğinde mikroskobun açısal büyütmesini hesaplayın.
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Objektif merceğin odak uzaklığı (f_ob) = 20mm
Göz merceğinin odak uzaklığı (f_ok) = 30mm
Objektif mercek görüntüsünün mesafesi(leri)_ob') = 10 cm = 100 mm
Normal gözün yakın nokta mesafesi (N) = 25 cm = 250 mm
Soruldu: Gözün minimum düzeyde odaklanmasıyla bakıldığında mikroskobun açısal büyütmesi.
Cevap :
Mikroskobun toplam açısal büyütme formülü Gözün en az düzeyde uyum sağladığı zaman:

Gözün minimum akomodasyonda olduğu zamanki mikroskobun toplam açısal büyütmesi (M) yaklaşık 42,0x'tir.

Işık mikroskobuyla ilgili sorulara dair örnekler içeren makalede, bu soruların daha kapsamlı bir tartışması incelenebilir.

Yıldız teleskobuyla ilgili bir soru örneği
Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, yıldız teleskoplarıyla ilgili soru örneklerine dair makalede incelenebilir.

Kamera optik aletleriyle ilgili örnek sorular
Soruların daha kapsamlı bir incelemesi, kamera optik aletleriyle ilgili soru örneklerine dair makalede incelenebilir.