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.
TARİHÇE
Lens(mercek) kelimesinin kökeni Latince'deki lentil kelimesinden gelmektedir. Lentil Latince'de mercimek demektir.
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.
MERCEK ÇEŞİTLERİ
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.
Üzerine gelen ışınları bir noktada toplayan mercek, dışbükey mercek veya yakınsak mercek olarak da bilinir. Hipermetropluk göz kusuruna sahip insanların gözlüklerinde kullanılır.
Merceklere gelen ve mercekler tarafından kırılan ışınların yolu asal eksen adı verilen bir doğruya göre tanımlanır. Asal eksen, merceklerin tam ortasını kürenin merkeziyle birleştirdiği düşünülen bir eksendir.
İnce kenarlı merceğe sonsuz uzaktan gelen paralel ışık ışınları mercekten geçerken kırılarak bir noktada toplanır ve buradan tekrar yayılır. Kırılma, merceklerde iki kez gerçekleşir. İlki merceğe girişte, ikincisi ise mercekten çıkışta meydana gelir.
İnce kenarlı merceklerde kırılan ışınların toplandığı bu noktaya ince kenarlı merceğin odak noktası denir. Işık ışınları merceğin sağından gönderildiğinde solundaki bir noktada, solundan gönderildiğinde ise sağındaki bir noktada toplanır. Bu sebeple ince kenarlı merceğin iki odak noktası vardır.
Odak noktasının merceğe olan uzaklığına odak uzaklığı denir.
İnce kenarlı mercekler; mikroskoplarda, büyüteç olarak, slayt makinelerinde, video, dürbünlerde ve hipermetrop göz kusurunun düzeltilmesi için üretilen gözlüklerin yapımında kullanılır.
İnce kenarlı mercekler belirli mesafelerdeki cisimlerin düz ve büyük görüntülerini oluştururlar. Bu nedenle büyüteç görevi yaparlar.
İnce kenarlı mercekler ışık ışınlarını odak noktasında topladığı için bu noktada yüksek bir sıcaklığın oluşmasını sağlar. Bu sayede kağıt tutuşturulabilir. Fakat ormanlarda bırakılan ve ince kenarlı mercek görevi görebilen cam kırıkları bırakılırsa tehlikeli orman yangınlarına sebep olabiliriz.
Su damlası, cam şişe, cam küre ince kenarlı mercek gibi davranır.
KALIN KENARLI MERCEKLER
Üzerine gelen ışınları dağıtan mercek, içbükey mercek veya ıraksak mercek olarak da bilinir. Miyopluk göz kusuruna sahip insanların gözlüklerinde kullanılır.
Sonsuz uzaktan gelerek kırılan mercek üzerine düşen paralel ışık ışınları bir noktadan çıkıyormuş gibi dağılarak kırılır. Kırılan ışınların uzantıları ışığın geldiği taraftaki bir noktada kesişir.
Kalın kenarlı mercekte, kırılarak dağılan ışık ışınlarının uzantılarının kesiştiği bu noktaya kalın kenarlı merceğin odak noktası denir. İnce kenarlı mercekte olduğu gibi kalın kenarlı merceğin de iki odak noktası vardır.
Odak noktasının merceğe olan uzaklığına odak uzaklığı denir.
Kalın kenarlı mercekler; teleskoplar, mikroskoplar, kameralar ve miyop göz kusurunun düzeltilmesi için üretilen gözlüklerin yapımında kullanılır.
Kalın kenarlı mercekler cisimlerin düz ve küçük görüntülerini oluşturur. Cisimleri daha küçük göstererek sürücünün görüş alanını arttırdığı için araçların arka camlarına konulur.
NOT: Merceğin odak uzaklığı merceğin eğrilik yarıçapına, yapıldığı malzemeye ve bulunduğu ortamın cinsine göre değişir. Ayrıca farklı renkte ışıklar için merceğin odak noktası farklıdır.
Göz kusurlarını gidermede kullanılan bu mercekler hava ortamında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Farklı ortamlarda kullanıldıklarında ışıkları kırma açıları değişeceğinden aynı sonucu vermezler.
BÜYÜTEÇLER
Büyüteç, İnce kenarlı mercek kullanarak cisimleri büyütmeye yarayan araçtır. Büyüteçler, ışığın kırılma özelliklerinden yararlanırlar. Çoklukla küçük cisimleri daha büyük görebilmek için, bu cisimlerle göz arasına konan yakınsak mercek. Büyüteçlerde odak uzaklıkları küçüktür. İncelenecek cisim büyüteç ile bunun odaklarından birisi arasına yerleştirilir; öbür odak tarafına da gözleyicinin gözü gelir. Böylece cismin zahirî, büyük ve doğru bir görüntüsü görülmüş olur.
Basit büyüteç, sadece tek bir yakınsak mercekten oluştuğu için tüm optik aletlerin en temeli ve en basit olanıdır. İsminden de anlaşıldığı gibi, bu aygıt, bir cismin görünen boyutunu artırmak için kullanılır. Varsayalım ki gözden s uzaklığında bir cisim olsun. Gözde oluşan görüntünün boyutu, ufuk çizgisi ile cisim arasında gözde oluşan Ø açısına bağlıdır. Cisim göze yaklaştırılırsa , Ø artar ve gözün gördüğü görüntüde büyür. Fakat, normal bir göz 25 cm den ( yakın nokta ) daha yakındaki bir cisim üzerine odaklama yapamaz. Bunun uygulamasını herkes kendi yapıp görebilir. Dolayısıyla, Ø yakın noktada en büyük değeri alacaktır.