Odak uzaklığı 15 cm olan bir ince kenarlı mercek, güneş ışınlarını toplayarak bir kağıt üzerinde görüntü oluşturuyor. Kağıt mercekten 15 cm uzaklıkta tutulduğunda en net ve en küçük görüntü elde ediliyor.
Bu durumla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Merceğin odak noktasında gerçek görüntü oluşur
B) Görüntü gerçek ve noktasal olur
C) Görüntü cismin boyundan küçüktür
D) Görüntü ters ve cisimle aynı boydadır
Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek optik bilgilerimizi pekiştirelim. İnce kenarlı mercekler ve görüntü oluşumu konuları, günlük hayatta da sıkça karşılaştığımız olayları anlamamızı sağlar. Haydi başlayalım!
-
Soruyu Anlayalım:
Bize odak uzaklığı $15 \text{ cm}$ olan bir ince kenarlı mercek verilmiş. Bu mercek, güneş ışınlarını (yani sonsuzdan gelen paralel ışınları) toplayarak bir kağıt üzerinde görüntü oluşturuyor. Kağıt mercekten $15 \text{ cm}$ uzaklıkta tutulduğunda en net ve en küçük görüntünün elde edildiği belirtiliyor. Bu bilgiler ışığında, hangi ifadenin yanlış olduğunu bulmamız isteniyor.
-
Temel Bilgileri Hatırlayalım:
-
İnce Kenarlı Mercek (Yakınsak Mercek): Paralel gelen ışınları bir noktada toplayan mercektir.
-
Odak Noktası (F): Sonsuzdan gelen paralel ışınların mercekten geçtikten sonra toplandığı noktadır.
-
Odak Uzaklığı (f): Merceğin optik merkezinden odak noktasına olan uzaklıktır. Soruda $f = 15 \text{ cm}$ olarak verilmiş.
-
Sonsuzdaki Cismin Görüntüsü: İnce kenarlı merceklerde sonsuzdan gelen ışınlar (güneş ışınları gibi), merceğin odak noktasında toplanır. Bu görüntü gerçek, ters ve noktasal (veya çok küçük) olur.
-
Gerçek Görüntü: Işınların gerçekten kesişmesiyle oluşan görüntüdür. Perde (burada kağıt) üzerine düşürülebilir.
-
Sorudaki Durumu Değerlendirelim:
Güneş ışınları sonsuzdan geldiği için, bu ışınların ince kenarlı mercekten geçtikten sonra odak noktasında toplanması gerekir. Soruda kağıt mercekten $15 \text{ cm}$ uzaklıkta tutulduğunda en net ve en küçük görüntünün elde edildiği belirtiliyor. Merceğin odak uzaklığı da $15 \text{ cm}$ olduğuna göre, bu durum görüntünün tam olarak merceğin odak noktasında oluştuğunu kanıtlar. Kağıt üzerinde görüntü oluştuğu için bu görüntü gerçektir.
-
Seçenekleri İnceleyelim:
-
A) Merceğin odak noktasında gerçek görüntü oluşur: Sonsuzdaki bir cismin görüntüsü ince kenarlı mercekte odak noktasında oluşur. Kağıt üzerine düşürülebildiği için de gerçektir. Bu ifade doğrudur.
-
B) Görüntü gerçek ve noktasal olur: Görüntü kağıt üzerinde oluştuğu için gerçektir. Sonsuzdaki bir cismin görüntüsü (güneş gibi çok büyük bir cismin görüntüsü) merceğin odak noktasında çok küçük, yani noktasal olarak oluşur. Bu ifade doğrudur.
-
C) Görüntü cismin boyundan küçüktür: Güneş gibi devasa bir cismin görüntüsü, merceğin odak noktasında oluşan noktasal görüntüye kıyasla elbette çok küçüktür. Bu ifade doğrudur.
-
D) Görüntü ters ve cisimle aynı boydadır: İnce kenarlı merceklerde gerçek görüntüler her zaman terstir, bu kısmı doğrudur. Ancak, sonsuzdaki bir cismin görüntüsü asla cisimle aynı boyda olmaz; her zaman çok küçüktür (noktasal). Cisimle aynı boyda görüntü oluşumu, cisim $2f$ noktasındayken gerçekleşir, sonsuzdaki cisimler için geçerli değildir. Bu ifade yanlıştır.
Bu durumda, yanlış olan ifade D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.
