Konu anlatımı
Makyaj aynası, el feneri ve araç farları çukur ayna kullanır. Bu alt başlıkta çukur aynanın elemanlarını, özel ışınların yansımasını, cismin konumuna göre görüntünün nasıl değiştiğini ve kullanım alanlarını nitel olarak göreceksin. TYT'de küresel aynalarla ilgili hesap yapılmaz.
Elemanlar ve özel ışınlar
Bir kürenin iç yüzü yansıtıcı yapılarak elde edilen aynaya çukur ayna denir. Kürenin merkezi aynanın merkezi (M), aynanın ortası tepe noktası (T), merkez ile tepeden geçen doğru asal eksendir. Odak noktası (F), merkez ile tepe noktasının tam ortasındadır. Asal eksene paralel gelen ışın odaktan geçecek biçimde yansır; odaktan geçerek gelen ışın asal eksene paralel yansır; merkezden geçerek gelen ışın kendi üzerinden geri döner; tepe noktasına gelen ışın asal eksenle aynı açıyı yaparak yansır.
Cismin konumu ve görüntü
Cisim merkezin dışındaysa görüntü odak ile merkez arasında, gerçek, ters ve küçüktür. Cisim merkezdeyse görüntü de merkezde, gerçek, ters ve cisimle aynı boydadır. Cisim merkez ile odak arasındaysa görüntü merkezin dışında, gerçek, ters ve büyüktür. Cisim odaktaysa yansıyan ışınlar paralel olur ve görüntü oluşmaz. Cisim odak ile ayna arasındaysa görüntü aynanın arkasında, sanal, düz ve büyüktür. Gerçek görüntüler bir perdeye düşürülebilir, sanal görüntüler düşürülemez.
Kullanım alanları
Odak ile ayna arasındaki cismin büyük ve düz görüntüsünü verdiği için çukur ayna makyaj ve tıraş aynası olarak, dişçilerin ağız aynası olarak kullanılır. Odağa konan bir lambanın ışığını paralel bir demet hâlinde gönderdiği için el fenerlerinde, araç farlarında ve projektörlerde kullanılır. Uzaktan gelen paralel ışınları odakta topladığı için güneş ocaklarında ve yansıtmalı teleskoplarda da çukur aynalardan yararlanılır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Çukur bir aynanın önündeki bir mumun ters ve büyük bir görüntüsü bir perdede elde ediliyor. Mum nerededir? Mum aynaya yaklaştırılıp odak ile ayna arasına getirilirse ne olur?
Çözüm. Görüntü perdeye düştüğüne göre gerçektir; gerçek, ters ve büyük görüntü, cisim merkez ile odak arasındayken oluşur. Mum odak ile ayna arasına getirilirse görüntü aynanın arkasında oluşur; sanal, düz ve büyüktür. Sanal görüntü perdeye düşürülemez, ancak aynaya bakılarak görülür.
Örnek 2. Bir el fenerinin ampulü çukur aynanın odağına yerleştirilmiştir. Bunun nedeni nedir? Ampul odaktan biraz kaydırılırsa ne olur?
Çözüm. Odaktan geçerek aynaya gelen ışınlar asal eksene paralel yansır. Ampul odaktayken aynaya çarpan ışınların hepsi paralel bir demet hâlinde çıkar ve ışık dağılmadan uzaklara ulaşır. Ampul odaktan kaydırılırsa yansıyan ışınlar artık paralel olmaz; ışık ya bir noktada toplanıp sonra dağılır ya da baştan dağılır ve fener uzağı iyi aydınlatamaz.
Sık yapılan hatalar
- Çukur aynada her görüntünün ters olduğunu sanmak; cisim odak ile ayna arasındaysa görüntü düzdür.
- Odaktaki cismin görüntüsünün odakta oluştuğunu düşünmek.
- Sanal görüntünün perdeye düşürülebileceğini sanmak.
- Odak, merkez ile tepe noktasının ortasındadır.
- Paralel gelen ışın odaktan, odaktan gelen ışın paralel yansır; merkezden gelen geri döner.
- Cisim odak ile ayna arasındaysa görüntü sanal, düz ve büyüktür; odaktaysa görüntü oluşmaz.