Bir içbükey mercek, eğriliği içe doğru yönlendirilmiş en az bir yüzeye sahip bir mercektir.
Çevremizdeki dünyada karşılaştığımız mercekler farklı şekillerdedir. Bu şekiller lenslerin işlevini nasıl etkilemektedir? Nasıl bir rol oynamaktadır? Ne için kullanılırlar?
Lensler ikiye ayrılmaktadır. Bunlar;
- Dışbükey;
- İçbükey.
İçbükey lensler sırayla şunlara ayrılmaktadır;
- Çift içbükey mercek- içbükey küresel bir yüzeyle her iki tarafta sınırlanmıştır.
- Plano-içbükey mercek- bir tarafta düz bir yüzeye ve diğer tarafta içbükey küresel bir yüzeye sahip kenarlıktır.
- Dışbükey-içbükey – bir tarafta dışbükey küresel bir yüzey ile ve diğer tarafta içbükey bir küresel yüzey ile sınırlıdır.
Bir merceğin optik gücü, iki yüzeyin eğrilik yarıçapına ve ayrıca mercek malzemesinin kırılma indislerine ve bulunduğu ortama bağlıdır. Bu ilişki şu formülle tanımlanmaktadır;
D = 1 / f = ( n2 / n1 – 1 ) * (1 / R1 + 1 / R2).
- D, merceğin optik gücüdür (İngiliz optik gücünden). Bu durum, merceğin (f) odak uzunluğunun tersine eşit fiziksel bir niceliktir. Ölçü birimi, bir metrenin tersi olan diyoptridir;
- f merceğin odak uzaklığıdır;
- n2, dikkate alınan merceğin yapıldığı malzemenin kırılma indisidir;
- n1, dikkate alınan merceğin bulunduğu ortamın kırılma indisidir;
- R1 ve R2, lenslerin [m] eğrilik yarıçaplarıdır.
Yukarıda gösterilen içbükey mercekler durumunda, formül (1)’deki ikinci faktör, aşağıdaki değerleri alması gereken eğrilik yarıçaplarını içermektedir: (1 / R1 + 1 / R2):
- Bikonveks lens için: R1 < 0 ve R2 < 0, dolayısıyla -1 / R1 – 1 / R2 < 0;
- Bir plano-içbükey mercek için: R1 → ∞ ve R2 < 0, ardından 1 / R1 – 1 / R2 = 0 – 1 / R2 = – 1 / R2 < 0
- Bir içbükey dışbükey mercek için: R1 < 0 ve R2 > 0, sonra -1/R1 + 1/R2 < 0, burada gerekli formül 1 / R2 < 1 / R1 ve R1 < R2 .
Eğrilik yarıçapına ek olarak, bir merceğin kırma gücü, kırılma indisine bağlıdır. Örneğin klasik gözlük camları, yaklaşık 1.5’lik bir kırılma indeksine sahiptir. Havada böyle bir lens varsa, o zaman şu durumlar ortaya çıkmaktadır;
- Bikonveks mercek için, ifade negatiftir, dolayısıyla mercek ıraksaktır;
- Bir plano-dışbükey mercek için ifade de negatiftir, dolayısıyla mercek ıraksaktır;
- İçbükey-dışbükey bir mercek için, R1 < R2 olduğunda, mercek ıraksaktır ve R1 > R2 olduğunda yakınsaktır.
Ancak, kırılma indisi kendisinden büyük olan bir ortamda aynı merceğin optik gücünü değiştirdiği unutulmamalıdır. Böylece havada ıraksayan bir mercek olan bir içbükey mercek, uygun bir sıvıya daldırıldığında yakınsak bir mercek haline gelebilmektedir.
Sonuç olarak;
Lensler için birkaç yaygın kullanım şu şekildedir.
İçbükey mercekler genellikle kamera merceklerinde, teleskoplarda ve mikroskoplarda kullanılmaktadır.
Düzeltici gözlüklerde miyop‘u düzeltmek için biconcave (difüzyon) lensler kullanılmaktadır. 1451 yılında miyopi tedavisinde içbükey mercek kullanımının faydalarını ilk keşfeden kişinin Cusalı Nicholas olduğuna inanılmaktadır.
Büyüteç, küçüktür. Yakın nesnelerin doğrudan gözlemlenmesi için kullanılan yakınsak bir merceğe bir örnektir. Kelimenin tam anlamıyla bu durum, en az üç kat artış sağlayan yakınsak bir mercektir. Üç kattan daha az büyütme sağlayan lenslere büyüteç denmektedir.
Lensin önüne takılan ve özelliklerini değiştiren elemanlar olan yardımcı lensler de yakınsak lenslere örnektir. Örneğin, bir +4 D merceğin odak uzunluğu 25 cm ve +1 D = 100 cm’dir. Artı işareti odağı, eksi işareti ise dağılmayı belirtmektedir.
