Büyütecin tanımı
Büyüteç veya basit büyüteç, gözün doğrudan görmesi zor olan nesneleri, örneğin çok küçük yazıları, görmesine yardımcı olmak için kullanılan dışbükey bir mercektir . Büyüteç, bir nesnenin görüntüsünü büyütme yeteneği sınırlı olduğu için basit büyüteç olarak adlandırılır. Bir sonraki derste, mikroskoplar , karasal teleskoplar ve teleskoplar gibi karmaşık büyüteçler hakkında bilgi edineceksiniz.
Büyüteç Nasıl Çalışır?
Bir cisim yakından bakıldığında büyük görünürken, çok uzaktan bakıldığında küçük görünür. Yakındaki cisimler büyük görünür çünkü retinada oluşan görüntünün boyutu büyüktür. Tersine, aynı cisim çok uzaktan bakıldığında küçük görünür çünkü retinada oluşan görüntünün boyutu küçüktür. Dolayısıyla, gözün gördüğü bir cismin boyutu, retinada oluşan görüntünün boyutuna bağlıdır. Retinada oluşan görüntünün boyutu ise, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi, göz ile cisim arasında oluşan açıya bağlıdır.
Gözden uzakta olan nesneler, daha küçük bir açıya (θ) sahip oldukları için daha küçük görünürler (Şekil 1.1). Tersine, göze yakın olan nesneler, daha büyük bir açıya (θ) sahip oldukları için daha büyük görünürler (Şekil 1.2). Buradan, gözün gördüğü bir nesnenin boyutunun, açıyı (θ) artırarak veya azaltarak büyütülebileceği veya küçültülebileceği sonucuna varılabilir. Gözü nesneye yaklaştırarak açı büyütülür, tersine gözü nesneden uzaklaştırarak açı küçültülür.
Yukarıdaki tartışma diğer sorunlara da uygulanabilir. Okunması zor olacak kadar küçük bir yazıyla karşılaşırsanız, onu okunabilir hale getirmek için ne yaparsınız? Yukarıdaki tartışmaya dayanarak, yazıyı gözünüze yaklaştırarak yazı ile gözünüz arasındaki açıyı artırabilir, böylece yazıyı daha büyük ve daha okunaklı hale getirebilirsiniz. Normal bir gözün yakın noktasının , yani normal bir gözün odaklanabileceği en yakın mesafenin 25 cm olduğunu anlamak önemlidir. Bu nedenle, yazı ile göz arasındaki mesafe 25 cm'den az ise, yazı bulanık görünecektir. 25 cm mesafeden okunabilen yazı bile, yazı ile göz arasındaki mesafe 25 cm'den az olduğunda bulanık görünür. Peki ya 25 cm'den daha kısa mesafeden okunamayan yazı? Öyleyse, bu kadar küçük harflerle yazılmış bir yazıyı nasıl okunabilir hale getirebilirsiniz? Elbette, yazıyı büyütebilen bir optik aletin yardımına ihtiyacınız var.
Optik aletler gibi düz ayna, içbükey ayna oyleyse dışbükey ayna Ayna saydam olmadığı için yazı okumak için kullanılamaz. Öte yandan, mercek saydam olduğundan yazı okumak için kullanılabilir. Derste içbükey mercek görüntüsüBurada, içbükey bir merceğin bir cismin görüntüsünü yalnızca küçültebileceği açıklanmaktadır. Buna karşılık, konu başlığında dışbükey mercek görüntüsü Dışbükey merceğin bir cismin görüntüsünü büyütebileceği açıklanmaktadır. Görüntüyü büyütebildiği için, dışbükey mercek Büyüteç olarak tasarlanabilir.
Aşağıdaki iki görseli inceleyin. Şekil 1.3'te, nesne doğrudan gözle görülmektedir; göz ile nesnenin iki ucu arasındaki açı küçük olduğu için nesne küçük görünmektedir. Şekil 1.4'te ise göz, nesneyi bir büyüteç aracılığıyla görmektedir. Büyüteç, bir görüntü oluşturma ve bu görüntüyü büyütme işlevine sahiptir; dolayısıyla gözün gördüğü şey görüntüdür. Gözün büyüteç aracılığıyla gördüğü nesnenin görüntüsü daha büyük görünmektedir çünkü göz ile görüntünün iki ucu arasında oluşan açı daha büyüktür.
Gözlemcinin gözünün büyüteçten görüntüyü görebilmesi için, görüntünün sanal olması gerekir (görüntü büyütecin önünde veya şekil 1.4'teki gibi nesneyle aynı tarafta olmalıdır). Dışbükey mercek görüntüleri konusunda, görüntünün sanal olması için nesne mesafesinin (s) odak uzunluğundan (f) küçük veya ona eşit olması gerektiği açıklanmıştır.
Altyazı :
s = nesnenin mesafesi
s' = görüntü mesafesi
h = nesnenin yüksekliği
h' = gölgenin yüksekliği
F = büyütecin odak noktası
θ = mercek ile cismin iki ucu arasındaki açı. Şekil 1.3'te söz konusu mercek göz merceğidir, Şekil 1.4'te ise büyüteç olarak kullanılan dışbükey bir mercektir.
Şekil 1.3'te (yan görünüm), nesne solda, gözlemcinin gözü ise sağdadır. Şekil 1.4'te (yan görünüm), nesne ve dışbükey mercek tarafından oluşturulan görüntüsü solda, gözlemcinin gözü ise sağdadır.
Büyüteç Nasıl Kullanılır?
Nesne uzaklığı (s) odak uzaklığı (f) ile aynı olduğunda, görüntü sanaldır ve görüntü uzaklığı (s') sonsuzdur. Sonsuzluk, maksimum sanal görüntü uzaklığıdır çünkü uzak nokta Normal bir gözün görüş mesafesi sonsuzdur. Öte yandan, minimum sanal görüntü mesafesi 25 cm'dir çünkü yakın nokta Normal bir gözün çapı 25 cm'dir.
Göz, sonsuzdaki (uzak nokta) sanal bir görüntüyü gördüğünde, göz minimum akomodasyondadır veya siliyer kaslar en gevşek halindedir. Bunu sağlamak için, nesne ile büyüteç arasındaki mesafe, büyütecin odak uzunluğuna eşit olmalıdır. Büyütecin odak uzunluğu 25 cm ise, nesne ile büyüteç arasındaki mesafe 25 cm'dir.
Öte yandan, göz 25 cm mesafeden (yakın nokta) sanal bir görüntü gördüğünde, göz maksimum düzeyde uyum sağlar veya gözün siliyer kası En gergin durumda. Eğer büyütecin odak uzaklığı 25 cm ise, nesne mesafesi aşağıdaki hesaplama sonucuyla aynı olduğunda göz 25 cm mesafede sanal bir görüntü görür.
Kavisli lens ve ayna formülü:
1/s = 1/f – 1/s'
Açıklama: s = nesne mesafesi, f = odak uzunluğu, s' = görüntü mesafesi = yakın nokta = 25 cm
Büyüteç dışbükey bir mercektir, bu nedenle odak uzaklığı pozitiftir. Görüntü sanaldır, bu nedenle s' negatiftir.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Büyütecin odak uzaklığı 25 cm ise, nesne ile mercek arasındaki mesafe 12,5 cm olduğunda göz 25 cm mesafede sanal bir görüntü görür. Nesne ile büyüteç arasındaki mesafe 12,5 cm'den daha küçük olmamalıdır çünkü büyüteç tarafından oluşturulan görüntü göz tarafından net bir şekilde görülemez.
Büyütecin odak uzaklığı 50 cm ise ne olur? Büyütecin odak uzaklığı 50 cm ise, nesne mesafesi aşağıdaki hesaplama sonucuyla aynı olduğunda göz 25 cm mesafede sanal bir görüntü görür.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 cm
Büyütecin odak uzaklığı 50 cm ise, nesne ile mercek arasındaki mesafe 16,7 cm olduğunda göz 25 cm mesafede sanal bir görüntü görür. Nesne ile büyüteç arasındaki mesafe 16,7 cm'den daha küçük olmamalıdır çünkü büyüteç tarafından oluşturulan görüntü göz tarafından net bir şekilde görülemez.
Büyüteç Açısının Büyütme Oranı
Büyüteçle bakıldığında bir cismin görüntüsünün boyutu, minimum uyum yeteneğine sahip bir gözle mi yoksa maksimum uyum yeteneğine sahip bir gözle mi daha büyüktür? Büyüteç olarak hangisi daha iyidir, büyük odak uzaklığına sahip dışbükey bir mercek mi yoksa küçük odak uzaklığına sahip dışbükey bir mercek mi? Bu sorulara, büyüteç formülünü öğrendikten sonra cevap bulabilirsiniz.
