Mercek

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. Lensler, gereken şekle göre taşlanır, parlatılır veya kalıplanır. Bir mercek, ışığı odaklamadan kıran bir prizmadan farklı olarak, bir görüntü oluşturmak için ışığı odaklayabilir. Mikrodalga lensler, elektron lensler, akustik lensler veya patlayıcı lensler gibi görünür ışık dışındaki dalgaları ve radyasyonu benzer şekilde odaklayan veya dağıtan cihazlara da "mercekler" denir.

Tarihi

Lens (mercek) kelimesinin kökeni Latince'deki lentil kelimesinden gelmektedir. Lentil Latincede 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 imkânsızdır.
İçinde merceklerin geçtiği ilk yazılı eser Antik Yunan filozoflarından Aristofanes'in Bulutlar (MÖ 424)'ıdır. Bu eserde bir mercek, yangın çıkartma amacıyla kullanılmıştır.

Terimler

Mercekler temel olarak iki eğrisel kırıcı yüzeyden oluşur. (Kimi zaman bu yüzeylerden biri düz olabilir.)

Bu eğrileri uzatıp çember yaptığımızda oluşan çemberlerin yarıçapları eğrilik yarıçapı olarak adlandırılır. $R_{1}$ ve $R_{2}$ olarak gösterilir.
$P$ merceğin kırma gücü
$f$ merceğin odak uzaklığı, optik eksene paralel gelen ışınların toplandığı (ince kenarlıda) ya da bir noktadan çıkıyormuşçasına dağıldığı nokta(kalın kenarlıda)
$d$ iki kırıcı yüzey arasındaki uzaklık
n merceğin yapıldığı maddenin kırıcılık indisi

Bir merceğin odak uzaklığı mercekçi denklemi kullanılarak hesaplanır.

{P}={\frac {1}{f}}=(n-1)\left[{\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {(n-1)d}{nR_{1}R_{2}}}\right]

İşaret seçimi

Mercekçi denklemindeki $R_{1}$ ve $R_{2}$ 'nin işareti seçilirken içbükeylik dikkate alınır. Eğer yüzey dışbükeyse + işaretli, içbükeyse - işaretli olur. Eğer yüzey eğri değil de düzse $R=\infty$ alınır.

Çeşitleri

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.

İnce kenarlı (Yakınsak) mercek

Üzerine gelen ışınları bir noktada toplayan mercek, dışbükey mercek veya yakınsak mercek olarak da bilinir. Hipermetropluk göz kusuruna sahip insanların gözlüklerinde kullanılır.Kenarı ortasına göre ince olan mercek türüdür.

Kalın kenarlı (Iraksak) mercek

Üzerine gelen ışınları dağıtan mercek, içbükey mercek veya ıraksak mercek olarak da bilinir. .

Sapınç

Sapınç, gerçek görüntünün, basit bir teorinin tahminlerinden farklı çıkmasına ve merceklerin ışık kırmada ya da görüntü oluşturmada teorideki gibi davranmamasıdır.

Kullanıldığı alanlar

Büyüteç
Gözlük yapımında, miyop, hipermetrop, astigmat tedavisinde
Dürbün, teleskop, mikroskop, kamera, projektör yapımında
Güneş enerjisinden elektrik elde ederken (fotovoltaik) ışıkları toplamada

Dürbündeki mercek ve prizmalar
Kepler'in iki tane mercek içeren teleskobu
Soldaki, merceklerin bulunduğu bir optik mikroskop
SLR bir fotoğraf makinesinin mercek yapısı

Kullanıldığı alanlar