Düz aynalar, ışık ışınlarını yansıtan düz yüzeylerdir. Genellikle metal veya camdan yapılmaktalar. Ek bir alüminyum veya gümüş tabakası ile ise kaplanırlar.
Aynalar ışığı neden bu kadar iyi yansıtmaktadır?
Aynanın yüzeyi neredeyse tamamen düzdür. Yukarıda ki şemada görebilirsiniz. Üzerine düşen paralel ışık ışınları tam olarak paralel kalacak şekilde yansıtmaktadır. Sonuç olarak, aynada nesnenin her ayrıntısını doğru bir şekilde yeniden üreten bir görüntü görebiliriz.
Antik çağda, metalin parlatılmasıyla pürüzsüz bir yüzey elde edilmiştir. Bu durum örneğin eski Mısır, Çin ve Roma İmparatorluğu’nda yapılmıştır.
Daha sonra, cam yüzey ince bir gümüş veya başka bir metal tabakasıyla kaplanmıştır. Günümüz de en iyi aynalar, genellikle alüminyum olmak üzere çok ince bir metal tabakası (birkaç veya yaklaşık bir düzine atom kalınlığında) püskürtülerek yapılmaktadır.
Düz aynada görüntü oluşumu
Aynadaki yansımanıza baktığınızda, aynı kopyanızın diğer taraftan size baktığı izlenimini edinebilirsiniz.
Üstelik bu “kopya” aynanın diğer tarafında sizinle aynı mesafede ve tüm hareketlerinizi tekrarlamaktadır. Aynada gözlemlediğiniz görüntü ve nesne birbirine göre simetriktir.
Fizikçilerin dediği gibi düz bir aynada elde edilen görüntü doğrudandır. Ayrıca boyut olarak nesneye eşittir. Yani nesneye göre artmamakta veya azalmamaktadır. Bu her zaman böyle değildir. Düz olmayan aynalarda, ortaya çıkan görüntü nesneye göre ters çevrilebilmekte, büyütülebilmekte veya küçültülebilmektedir.
Aynada bir görüntü oluşturma
Düz aynada bir noktanın görüntüsünü oluşturmak için aynanın önündeki bir noktadan gelen en az iki ışık huzmesi kullanmanız gerekmektedir.
Aynanın yüzeyine dik olan ilk ışık demeti aynadan yansımaktadır. Bu nedenle geldiği yoldan geri dönmektedir. Uzatarak, görüntünün yerleştirilmesi gereken çizgiyi belirleyebileceksiniz.
Ancak göze çarptıklarında her iki ışın da aynanın içinden diğer taraftaki bir noktadan geliyormuş gibi görünmektedir.
İkincisi, aynanın yüzeyine belirli bir açıyla yönlendirilmektedir. Ayrıca ışığın yansıma yasasına göre, ondan düştüğü açıda yansıtılmaktadır. Yansıyan ışınlar ise ayrışmaktadır. Ancak göze ulaştıklarında her iki ışık huzmesi de aynanın içinden diğer taraftaki bir noktadan geliyormuş gibi görünmektedir. Tabii ki, gerçekte böyle bir nokta yoktur. Bahsettiğimiz nokta, aynanın arkasındaki noktanın görünen (hayali) görüntüsüdür. Aynadan yansıyan ışınların kesiştiği noktada böyle bir görüntü oluşmaktadır. Bu durum, aşağıdaki Şekil de gösterilmiştir.
Görünür görüntü, yansıyan ışınların devamlılıklarının kesiştiği noktada aynanın arkasında oluşmaktadır. Aslında ışınlar bu noktadan ayrılmamaktadır. Ama öyle görünüyor ki oradan çıkmaktadır. Sonuç olarak, gözlemci aynada tam olarak yansıyan ışınların sürekliliğinin kesiştiği yerdeki bir noktanın görüntüsünü görmektedir. Bu nedenle dünyayı aynanın diğer tarafında gördüğü izlenimini vermektedir.
Benzer şekilde, daha karmaşık nesnelerin görüntülerini yaratırız. Şekiller söz konusu olduğunda, yukarıda açıklanan yapı, köşelerinin her biri için tekrarlanmalıdır. Aşağıdaki Şekil’de ışınların yolunu analiz ederek edindiğiniz bilgileri pekiştirin. Aynaya gelen ve aynadan yansıyan ışınların devamını belirleyiniz.
Görüntü oluşturma örneği
Başka bir örnekte, düz bir ayna için bir ışın yolu çizmek istiyoruz. İki A ve B noktası, ayna düzleminin önünde hafifçe kaymış durumda bulunmaktadır. Bir ışık huzmesinin yolunu çizmek için sanal görüntü üzerinde şu şekilde noktalar çizebilmektedir;
- İlk olarak, A noktasından ayna düzlemine dik bir düz çizgi çiziyoruz ve onu sınırlarının ötesine, A noktasından ayna düzlemine olan mesafeye tekabül eden bir uzunluk a kadar uzatıyoruz. Çizginin bitiş noktası, sanal görüntünün A’ noktasıdır.
- Ardından, A’ sanal görüntü noktasından gözlemcinin konumuna bir çizgi çizin. (Bunun için sadece gözü etiketliyoruz.)
- Son olarak, A noktasından bağlantı çizgisinin ayna düzlemi ile kesiştiği noktaya bir çizgi çizin.
- Şimdi aynanın düzlemine bir dik çizersek, ışın yörüngesini ışığın yansıma yasasına göre oluşturduğumuzu görürüz. Yansıma açısı gelme açısına eşittir. Yani her ikisini de diyebiliriz. açılar α.
Daha sonra tüm prosedür B noktası için tekrarlanmaktadır. Bu durumlarda aşağıdaki görüntü elde edilmektedir.
Burada ayna görüntülerinin diğer önemli özelliklerini görebilir ve onaylayabiliriz. Gerçek dünyada, A noktası B noktasının solundadır. Ayna dünyasında, A noktası da B noktasının solundadır. Yani ayna görüntüsü çevrilmez. Ancak gerçek dünyada B noktası A noktasının önündedir. Ancak ayna dünyasında bunun tersini doğrulamaktadır. Bunlar; arka ve ön terstir.
Yukarıdakilere dayanarak, özetleyelim:
Bir cismin düz aynadaki görüntüsü hayalidir, doğrudandır, cismin boyutuna eşittir ve cismin aynanın önünde olduğu uzaklıkta aynanın arkasında aynı uzaklıkta bulunur.
Kendinizi tam olarak görebilmek için bir ayna ne kadar büyük olmalıdır?
Bazen kendini tamamen aynada görmek istersiniz. Bunun için bacaklardan veya saçlardan gelen ışığın aynaya yansıdıktan sonra göze girmesi gerekmektedir.
Işığın yansıma yasasına göre, gelme açısı ve yansıma açısı eşit olduğundan, aynanın boyutunun, ayaktan göze olan mesafenin yarısına, artı göze olan mesafenin yarısına eşit olması gerektiği sonucu çıkmaktadır. Bu nedenle kendinizi tam olarak görmek istiyorsanız aynanın en az bir kişinin yarısı kadar olması gerekmektedir.
Düz ayna uygulaması
Düz aynalar hem günlük hayatta, hem de birçok cihazda yaygın olarak kullanılmaktadır. Her birimiz günde en az bir kez aynaya bakarız. Kızlar ve kadınlar günde birçok kez kendilerine hayran kalırız.
Örneğin, arabanızdaki bir dikiz aynası sürüş güvenliğini artırmaktadır. Bu durum, aracımızın arkasındaki diğer yol kullanıcılarına olan mesafeyi doğru bir şekilde tahmin etmemizi sağlamaktadır. Bununla birlikte, dışbükey aynaların genellikle dikiz aynası rolünü oynadığına dikkat edilmelidir. Ancak amaçları aynıdır.
Aletler, ışık ışınlarının yönünü değiştirmek için tipik olarak düz aynalar kullanılmaktadır. Jan Hevelius, önemli bir bileşeni düz ayna sistemi olan periskopu icat etmiştir.
Orijinal versiyonundaki periskop, gözlerimizde engellerin arkasındaki nesnelerin görüntülerini oluşturmamıza izin veren bir ayna düzeni kullanmaktadır. Periskopun kendisi, örneğin denizaltılarda uygulama bulmuştur. Çünkü su altından onların yardımıyla su yüzeyinin üzerinde neler olduğunu görebilirsiniz.
Bir tür kameranın ortak adı olan “refleks kamera”, tasarımının ayrılmaz bir parçası olan düz aynayı ifade etmektedir.
Işık saçılması
Bir aynada bir görüntüyü görebilmeniz, ışığın yüzeyinden yansımasından kaynaklanmaktadır. Yansıyan ışınların çoğu, retinada nesnenin ters bir görüntüsünün oluştuğu gözümüze ulaşmaktadır. Ama aynanın yüzeyi pürüzlüyse ne olmaktadır? Böyle bir durumda ışık saçılması meydana gelmektedir. Bu konu ile alakalı aşagıdaki resmi inceleyebilirsiniz.
Yansıyan ışınlar, ışığın yansıma yasasına göre, ayna düzleminin eşitsizliği nedeniyle, tamamen farklı yönlere gidecektir. Gözümüze hiç ulaşmayacak veya sadece kısmen ulaşacaktır. Bu durumda, nesnenin görüntüsü görünmemekte veya bulanık olmaktadır. Başka bir deyişle, yansıyan ışınların yönleri paralel olmaktan çıkmakta ve rastgele hale gelmektedir.
Işın, örneğin toz parçacıklarının veya su damlacıklarının (sis) olduğu bir alandan geçtiğinde de ışık saçılması meydana gelmektedir. Işığın, Dünya’nın atmosferini oluşturan gazların atomları ve molekülleri tarafından da dağıldığını bilmeye değecektir. Bununla birlikte, Dünya atmosferinde ışık saçılması durumunda, etki daha ilginçtir. Mavi ışınlar en güçlü şekilde dağılmakta, dolayısıyla gökyüzünün mavi rengi oluşmaktadır. Gün batımı sırasında güneşten gelen ışık oldukça dağınıktır, bu nedenle çoğunlukla kırmızı ve turuncu ışık gözlerimize ulaşmaktadır. Bu nedenle batan güneşin kırmızı-turuncu bir rengi vardır.
