Küresel Aynalar Nerelerde Kullanılır

Çukur (iç bükey) ve tümsek (dış bükey) aynaların küresel aynalar olduğunu öğrenmiştik. Aşağıda bir tümsek ayna fotoğrafı var. Aynada pilin görüntüsü görünüyor. Görüntünün pilden daha küçük olduğunu fark etmişsinizdir. Tümsek aynada görüntünün nasıl oluştuğunu anlamak için tümsek aynada özel ışınları inceleyeceğiz.

Ama önce tümsek aynanın ışığı nasıl yansıttığına bakalım.

Tümsek aynanın bir kürenin dış yüzeyi olduğunu biliyoruz. Bu dış yüzeyi sanki bir çok küçük düzlem aynanın yanyana gelmiş hali şeklinde düşünebiliriz. Aşağıdaki resimde altı adet düzlem ayna yanyana yerleştirilmiş, büyük bir düzlem ayna yapılmış. Küçük aynaların herbirinden yansıyan ışığın birbirine paralel olduğuna dikkat edin. Her aynaya düşen ışınlar yansıma kanunlarına uyarak, dik geldikleri için dik yansıyorlar.

Şimdi bunu aşağıdaki fotoğrafla kıyaslayalım. Bu kez küçük aynaları bir çemberin dış kenarına dizdik, dış bükey bir ayna oluşturduk. Küçük aynaların her biri yansıma kanunlarına uyarak yani gelme açısı yansıma açısına eşit olacak şekilde ışığı yansıtıyorlar. Ama her ayna için gelme açısı değiştiği için her ayna ışığı farklı yönde yansıtıyor. Ortak noktaları ise yansıyan tüm ışınların çemberin içinden bir noktadan dışarı doğru yayıyor olması. Demek ki tümsek aynaların en önemli özelliği yansıyan ışınları dağıtmaları. Bu resimde aynalara ışık paralel geliyor, dolayısıyla yansıyan ışınların uzantılarının aynanın arkasındaki kesişim noktası odak noktası oluyor. Çukur ayna ışığı bir noktada topluyordu, tümsek ayna aksine ışığı dağıtıyor.

Tümsek aynada özel ışınlar

Aynalarda görüntü çiziminde bir cismin görüntüsünü çizmek için, cismin tüm noktalarından aynaya en az iki ışın çizilmesi gerektiğini öğrenmiştik. Tümsek aynada da tüm ayna çeşitlerinde olduğu gibi yansıma kanunları geçerlidir. Bununla birlikte bazı özel doğrultulardan gelen ışınların tümsek aynadan nasıl yansıdığını bilmemiz görüntü çizimini kolaylaştırır. Aşağıdaki resimde C noktasından tümsek aynaya gönderilebilecek olan özel ışınlar görülüyor.

1. Asal eksene paralel gelen ışın, uzantısı odaktan geçecek şekilde yansır

Yukarıdaki fotoğrafta, bir önceki çizimdeki 1 numaralı ışını görüyoruz. Tümsek aynaya çarpıp yansıdıktan sonra, yansıyan ışının uzantısının (yeşil kesikli çizgi ile gösteriliyor), kırmızı çizgi ile gösterilen asal eksen üzerindeki F odak noktasından geçtiğini görebiliyoruz.

2. Uzantısı merkezden geçecek şekilde gelen ışın aynı doğrultuda geri yansır

Bu fotoğrafta çizimdeki 2 numaralı ışın görülüyor.

Lazerden çıkan ışının uzantısı (tümsek aynanın arkasındaki kesikli yeşil çizgi) asal eksen üzerindeki M merkez noktasından geçip tekrar kendi üzerinden geri yansıyor. Çünkü merkezden geçecek şekilde çizilen doğruların tümü tümsek aynanın yüzeyine dik olmak zorundadır. Yani geliş açısı da yansıma açısı da sıfır derece.

Merkez noktasının aynaya (tepe noktasına) uzaklığının odak noktasının aynaya uzaklığının iki katı olduğunu da hatırlatalım: