11. Sınıf Fizik · Optik
Küresel Aynalar
- çukur ayna
- tümsek ayna
- odak noktası
- merkez
- tepe noktası
- asal eksen
- eğrilik yarıçapı
Çukur ve tümsek aynada görüntü nasıl oluşur?
Küresel aynalar, bir kürenin iç ya da dış yüzeyinin parlatılmasıyla elde edilir; yansıtıcı yüzeyi içte olana çukur ayna, dışta olana tümsek ayna denir. Aynanın temel noktaları merkez (M), odak (F) ve tepe noktasıdır (T); bu noktaları birleştiren doğru asal eksendir. Odak uzaklığı eğrilik yarıçapının yarısıdır, yani r = 2f; örneğin f = 20 cm ise r = 40 cm olur. Çukur ayna paralel ışınları bir noktada toplar, bu yüzden güneş ocakları çok ısınabilir; odağa konan kaynağın ışığı ise paralel yansır ve araç farları böyle çalışır. Çukur aynada cisim M'nin dışındaysa görüntü gerçek, ters ve küçük, F ile tepe arasındaysa sanal, düz ve büyüktür. Tümsek aynada görüntü her zaman sanal, düz ve cisimden küçüktür; geniş görüş alanı sağladığı için yan aynalarda ve kavşak aynalarında kullanılır. Cisim F noktasındaysa görüntü oluşmaz.
Küresel Aynalar: konu anlatımı ve özeti
Küresel aynalar, bir kürenin iç ya da dış yüzeyinin parlatılmasıyla elde edilir. Güneş ocakları, araç farları, yan aynalar ve yol aynaları bu aynalardan yararlanır.
- Çukur aynada yansıtıcı yüzey içte, tümsek aynada dıştadır. Temel noktalar: Merkez (M), odak (F), tepe noktası (T); bunları birleştiren doğru asal eksendir.
- Odak uzaklığı eğrilik yarıçapının yarısıdır: r = 2f. Örneğin f = 20 cm ise r = 40 cm'dir.
- Özel ışınlar: Asal eksene paralel gelen ışın çukur aynada odaktan geçerek, tümsek aynada uzantısı odaktan geçecek şekilde yansır. Odaktan gelen ışın paralel yansır; merkezden gelen ışın kendi üzerinden döner.
- Çukur ayna paralel ışınları bir noktada toplar; güneş ocakları bu yüzden çok ısınabilir. Odağa konan kaynağın ışığı ise paralel yansır; farlar böyle çalışır.
- Çukur aynada cisim M'nin dışındaysa görüntü gerçek, ters ve küçük; M'deyse gerçek, ters ve eşit boyda; F ile tepe arasındaysa sanal, düz ve büyüktür. Cisim F'deyse görüntü oluşmaz.
Çukur aynada cisim M’nin dışındayken ışın çizimi: paralel gelen ışın odaktan, odaktan gelen ışın paralel yansır; görüntü F ile M arasında, gerçek, ters ve küçük - Tümsek aynada görüntü her zaman sanal, düz ve cisimden küçüktür; geniş görüş alanı sağladığı için yan aynalarda ve kavşak aynalarında kullanılır.
Unutma: Çukur aynada görüntü her zaman gerçek değildir; cisim odak ile ayna arasındaysa makyaj aynasındaki gibi sanal ve büyük görüntü oluşur.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Küresel aynaları sofradaki bir kaşıkla keşfedebilirsin.
- Kaşığın iç yüzü çukur, dış yüzü tümsek aynadır.
- Kaşığın iç yüzüne kol mesafesinden bak: Yüzünü ters ve küçük görürsün; çünkü yüzün aynanın merkezinin dışındadır.
- Kaşığı çevirip dış yüzüne bak: Yüzün düz ama küçüktür; tümsek ayna her zaman böyle görüntü verir.
- Kaşığın iç yüzünü yüzüne çok yaklaştır: Görüntü büyür ve düzleşir; artık odak ile ayna arasındasın.
Günlük hayattan: Kavşaklardaki yol aynaları tümsektir; köşeyi geniş bir açıyla gösterir ama araçlar küçük göründüğü için gerçekte daha yakındır.
Sık yapılan hata: "Çukur ayna her zaman büyük görüntü verir." Doğrusu: Çukur aynada görüntü cismin yerine bağlıdır; uzaktaki cisimler ters ve küçük görünür.
Derinleş
Bir çukur ayna ya da alüminyum folyo kaplı çukur bir yüzey kullanarak basit bir güneş ocağı tasarla. Kabın aynaya göre nereye konması gerektiğini odak kavramıyla gerekçelendir ve suyun sıcaklığını belirli aralıklarla ölç. Güneş ocaklarının hangi bölgelerde ve hangi koşullarda yararlı olabileceğini enerji kaynakları ve çevre açısından tartış.
Öğrenme çıktıları
Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.
FİZ.11.3.3Küresel aynaların özelliklerine ilişkin karşılaştırma yapabilme
- a) Küresel aynaların fiziksel özelliklerini ve ışınların küresel aynalarda yansıdıktan sonra izlediği yolu belirler.
- b) Çukur ve tümsek aynaların benzer özelliklerini listeler.
- c) Çukur ve tümsek aynaların farklı özelliklerini listeler.
FİZ.11.3.4Küresel aynalarda görüntü oluşumu ile ilgili deney yapabilme
- b) Küresel aynalarda görüntü oluşumu ile ilgili tasarladığı deney düzeneğinden veri toplayarak analiz eder.
Bu konuda neler var?
- Küresel Ayna Çeşitleri ve Özellikleri
- Küresel Aynalarda Görüntü Oluşumu
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Belediye, görüşün dar olduğu kavşaklara ve otoparkların köşelerine büyük tümsek aynalar yerleştiriyor. Sürücülerin bu aynalarda araçları gerçek boyutlarından küçük ama çok geniş bir alanla birlikte gördüğü biliniyor. Bu aynalarda tümsek ayna kullanılmasının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Geniş bir görüş alanı sağlaması
- B) Görüntüyü büyütmesi
- C) Gerçek görüntü oluşturması
- D) Işığı tek noktada toplaması
- E) Işığı daha az soğurması
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Geniş bir görüş alanı sağlaması
Tümsek ayna ışınları dağıttığı için aynı boydaki düzlem aynadan çok daha geniş bir alanı gösterir; kavşakta görülemeyen araçlar bu sayede fark edilir. Görüntüyü büyüttüğünü düşünmek yanlıştır; tümsek ayna görüntüyü küçültür, kazanç görüş alanındadır.
Kolay
2Bir otomobil farında ampulün arkasında çukur bir ayna bulunur. Fabrikada ampulün aynaya göre yerini ayarlayan teknisyen, farın ışığı uzağa dağılmadan paralel bir demet hâlinde göndermesini sağlamaya çalışıyor. Ampul çukur aynanın hangi noktasına yerleştirilmelidir?
- A) Merkezine
- B) Tepe noktasına
- C) Odak noktasına
- D) Merkezin dışına
- E) Merkez ile odağın tam ortasına
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Odak noktasına
Odaktan çıkıp çukur aynaya gelen ışınlar asal eksene paralel yansır; bu yüzden ampul odağa konur. Merkeze konan kaynağın ışınları ise kendi üzerinden geri döner ve paralel demet oluşmaz.
Kolay
3Bir alışveriş merkezinin köşesindeki tümsek güvenlik aynasına bakan Yusuf, koridordaki insanların aynada dik durduğunu, gerçekte olduklarından küçük göründüğünü ve görüntünün aynanın arkasında oluştuğunu fark ediyor. Tümsek aynada gerçek bir cismin görüntüsü için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A) Gerçek, ters ve cisimden küçüktür.
- B) Sanal, ters ve cisimden büyüktür.
- C) Gerçek, düz ve cisimle eşit boydadır.
- D) Sanal, düz ve cisimden küçüktür.
- E) Sanal, düz ve cisimle eşit boydadır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Sanal, düz ve cisimden küçüktür.
Tümsek aynada gerçek bir cismin görüntüsü cisim nerede olursa olsun sanal, düz ve cisimden küçüktür; görüntü aynanın arkasında oluşur. Eşit boy cevabı düzlem aynanın özelliğidir; tümsek ayna ışınları dağıttığı için görüntüyü küçültür.
Kolay
4Fizik dersinde Sena, çukur aynanın merkezini (M), odağını (F) ve tepe noktasını (T) tahtaya işaretliyor. Ardından bu üç noktanın üzerinden geçen bir doğru çizerek ışın çizimlerinde bu doğruyu başlangıç çizgisi olarak kullanıyor. Sena'nın çizdiği bu doğruya ne ad verilir?
- A) Asal eksen
- B) Normal
- C) Odak düzlemi
- D) Eğrilik yarıçapı
- E) Odak uzaklığı
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Asal eksen
Küresel aynanın merkezi, odağı ve tepe noktasından geçen doğruya asal eksen denir. Eğrilik yarıçapı ise yalnızca M ile T arasındaki uzaklıktır; bir doğru değil, bir uzunluk belirtir.
Kolay
5Bir optik dersinde öğretmen, içi parlatılmış metal bir küre parçası ile dışı parlatılmış başka bir küre parçasını gösteriyor. Yansıtıcı yüzeyi kürenin iç tarafında olan ayna hangisidir?
- A) Tümsek ayna
- B) Düzlem ayna
- C) Çukur ayna
- D) Her iki ayna da
- E) İkisi de ışığı soğurur
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Çukur ayna
Çukur aynada yansıtıcı yüzey içte, tümsek aynada dıştadır. İkisini karıştırmak aynanın ışınları toplayıp dağıtması konusunda da hataya yol açar.
Kolay
6Bir öğrenci yüzünü büyütülmüş ve düz görmek için kullanılan makyaj aynasının hangi tür ayna olduğunu araştırıyor. Bu ayna hangisidir?
- A) Düzlem ayna
- B) Tümsek ayna
- C) Prizma
- D) Çukur ayna
- E) İnce kenarlı mercek
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Çukur ayna
Çukur aynada cisim odak ile ayna arasındayken sanal, düz ve büyük görüntü oluşur; makyaj aynası bu ilkeyle çalışır. Tümsek ayna her zaman küçük görüntü verir.
Kolay
7Bir öğrenci parlak bir çorba kaşığının iç yüzüne, kaşığı yüzünden epey uzakta tutarak bakıyor ve yüzünün ters göründüğünü fark ediyor. Kaşığın iç yüzü hangi tür ayna gibi davranır?
- A) Düzlem ayna
- B) Tümsek ayna
- C) Prizma
- D) Çukur ayna
- E) Hiçbir ayna gibi davranmaz.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Çukur ayna
Kaşığın iç yüzü çukur aynadır; uzaktaki cismin görüntüsü gerçek ve ters olur. Tümsek ayna (kaşığın dış yüzü) her zaman düz görüntü verir.
Kolay
8Bir çukur aynada merkez ile odak arasındaki uzaklık 10 cm ölçülüyor. Aynanın odak uzaklığı kaç cm'dir?
- A) 5
- B) 30
- C) 20
- D) 10
- E) 40
Cevabı göster
Doğru cevap: D) 10
Odak, merkez ile tepe noktasının tam ortasındadır; M ile F arası f'ye eşittir, yani f = 10 cm. Bu uzaklığı yarıçap sanan öğrenci 5 cm bulur.
Kolay
9Küresel bir aynanın merkezi (M) için hangisi doğrudur?
- A) Aynanın yansıtıcı yüzeyinin tam ortasındaki noktadır.
- B) Aynanın parçası olduğu kürenin merkezidir.
- C) Odak ile tepe noktasının tam ortasıdır.
- D) Paralel ışınların toplandığı noktadır.
- E) Aynanın arkasındaki herhangi bir noktadır.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Aynanın parçası olduğu kürenin merkezidir.
Merkez, aynanın parçası olduğu kürenin merkezidir; tepe noktasına uzaklığı eğrilik yarıçapına eşittir. Yüzeyin ortasındaki nokta tepe noktası (T), paralel ışınların toplandığı nokta ise odaktır.
Kolay
10Bir çukur aynanın odak uzaklığı 15 cm'dir. Bu aynanın eğrilik yarıçapı kaç cm'dir?
- A) 30
- B) 15
- C) 7,5
- D) 45
- E) 60
Cevabı göster
Doğru cevap: A) 30
Eğrilik yarıçapı odak uzaklığının iki katıdır: r = 2f = 30 cm. Yarısını alan öğrenci 7,5 cm bulur.
Kolay
11Güneş ışınları asal eksene paralel olarak bir çukur aynaya ve bir tümsek aynaya geliyor. İki aynanın bu ışınlara etkisi için hangisi doğrudur?
- A) Çukur ayna ışınları odakta toplar, tümsek ayna ışınları dağıtır.
- B) İkisi de ışınları dağıtır.
- C) İkisi de ışınları bir noktada toplar.
- D) Çukur ayna dağıtır, tümsek ayna toplar.
- E) İkisi de ışınları geldiği yöne geri gönderir.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Çukur ayna ışınları odakta toplar, tümsek ayna ışınları dağıtır.
Çukur ayna paralel ışınları odakta toplar; tümsek ayna ise ışınları uzantıları odaktan geçecek biçimde dağıtır. İkisini ters eşlemek sık yapılan bir hatadır.
Kolay
12Bir çukur aynanın odak noktasından geçerek aynaya gelen bir ışın çiziliyor. Bu ışın aynadan yansıdıktan sonra nasıl ilerler?
- A) Yine odaktan geçer.
- B) Tepe noktasından geçer.
- C) Merkezden geçer.
- D) Kendi üzerinden geri döner.
- E) Asal eksene paralel ilerler.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Asal eksene paralel ilerler.
Odaktan gelen ışın çukur aynadan asal eksene paralel yansır. Kendi üzerinden geri dönen ışın merkezden gelen ışındır.
Kolay
13Bir öğrenci çukur ve tümsek aynaların benzer özelliklerini listeliyor. Aşağıdakilerden hangisi iki ayna türü için de geçerlidir?
- A) Paralel ışınları bir noktada toplarlar.
- B) Her zaman gerçek görüntü verirler.
- C) Yansıma kurallarına uyarlar ve r = 2f'dir.
- D) Her zaman büyük görüntü verirler.
- E) Yansıtıcı yüzeyleri içtedir.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Yansıma kurallarına uyarlar ve r = 2f'dir.
Her iki ayna türü de yansıma kurallarına uyar ve iki ayna için de r = 2f'dir. Paralel ışınları toplamak çukur aynaya, dağıtmak tümsek aynaya özgüdür.
Kolay
14Bir mum, çukur aynanın asal ekseni üzerinde tam odak noktasına konuyor. Öğrenci perdeyi her yere gezdirse de görüntü bulamıyor. Bunun nedeni nedir?
- A) Görüntü aynanın arkasında oluşur.
- B) Yansıyan ışınlar birbirine paralel olduğu için kesişmez ve görüntü oluşmaz.
- C) Görüntü çok küçük olduğu için görülmez.
- D) Görüntü merkezde oluşur ama perde yanlış yerdedir.
- E) Mum odakta olduğunda ışık yansımaz.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Yansıyan ışınlar birbirine paralel olduğu için kesişmez ve görüntü oluşmaz.
Odaktan çıkan ışınlar aynadan paralel yansır; ne kendileri ne uzantıları kesişir, bu yüzden görüntü oluşmaz. Görüntünün aynanın arkasında oluştuğunu düşünmek, cismin F ile T arasında olduğu durumla karıştırmaktır.
Kolay
15Bir öğrenci, bir aynanın önündeki mumun görüntüsünü perde üzerine düşürmek istiyor. Aşağıdaki aynalardan hangisiyle perdede görüntü elde edebilir?
- A) Düzlem ayna
- B) Tümsek ayna
- C) Yalnız iki düzlem ayna birlikte kullanılırsa
- D) Hiçbir ayna perdede görüntü vermez.
- E) Çukur ayna
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Çukur ayna
Perdede yalnız gerçek görüntü toplanır; aynalardan gerçek görüntüyü yalnız çukur ayna verebilir. Düzlem ve tümsek aynalar her zaman sanal görüntü oluşturur.
Kolay
16Diş hekimleri, dişleri büyütülmüş ve düz görmek için küçük bir ayna kullanır. Ayna dişe yakın tutulur. Bu amaç için en uygun ayna türü ve dişin konumu hangisidir?
- A) Çukur ayna; diş odak ile ayna arasında
- B) Tümsek ayna; diş merkezin dışında
- C) Çukur ayna; diş merkezde
- D) Düzlem ayna; diş aynaya çok yakın
- E) Tümsek ayna; diş odakta
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Çukur ayna; diş odak ile ayna arasında
Çukur aynada cisim odak ile ayna arasındayken görüntü sanal, düz ve büyüktür. Cisim merkezdeyken görüntü ters ve eşit boyda olur, büyütme sağlamaz.
Kolay
17Bir öğrenci, çukur bir aynanın odak uzaklığını havada, asal eksene paralel kırmızı lazer ışınları göndererek 12 cm olarak ölçüyor. Sonra aynı aynayı su dolu bir akvaryuma daldırıp ölçümü bu kez yeşil lazerle yineliyor. Aynanın biçimi ve eğrilik yarıçapı değişmiyor. Öğrencinin suda ölçeceği odak uzaklığı için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A) 12 cm'den büyüktür; çünkü su, ışınların bir bölümünü soğurur.
- B) 12 cm'den küçüktür; çünkü kullanılan ışığın rengi değişmiştir.
- C) 12 cm'den küçüktür; çünkü ayna havadan suya alınmıştır.
- D) 12 cm'dir; çünkü odak uzaklığı yalnız eğrilik yarıçapına bağlıdır.
- E) 12 cm'den büyüktür; çünkü ışık suda daha yavaş yayılır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) 12 cm'dir; çünkü odak uzaklığı yalnız eğrilik yarıçapına bağlıdır.
Küresel aynaların odak uzaklığı yalnız eğrilik yarıçapına bağlıdır (r = 2f). Aynaya gelen ışının rengi, şiddeti ve aynanın içinde bulunduğu ortam odak uzaklığını etkilemez; çünkü yansımada gelme açısı her renk ve her ortam için yansıma açısına eşittir. Eğrilik yarıçapı değişmediğine göre odak uzaklığı suda ve yeşil ışıkla da 12 cm ölçülür.
Kolay
18Bir düğün salonunun tavanında, küresel bir yüzeye çok sayıda küçük düz ayna parçası yapıştırılarak yapılmış bir aynalı küre asılıdır. Küreye tek bir spot lambasından ışık tutulduğunda duvarlarda ve tavanda çok sayıda ışık noktası oluşuyor. Tek bir doğrultudan gelen ışığın salonun birçok farklı yerine ulaşmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Ayna parçaları üzerine düşen ışığı soğurup her yöne yeniden yayar.
- B) Ayna parçaları ışığı kırarak renklerine ayırır ve çevreye dağıtır.
- C) Küçük ayna parçalarında yansıma yasaları geçerliliğini yitirir.
- D) Kürenin yüzeyi tek bir çukur ayna gibi ışığı bir noktada toplar.
- E) Her ayna parçası farklı yöne baktığından ışığı farklı yöne yansıtır.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Her ayna parçası farklı yöne baktığından ışığı farklı yöne yansıtır.
Aynalı küre, düz ayna parçalarının küresel bir yüzeye yapıştırılmasıyla yapılır. Kürenin biçimi nedeniyle küçük aynaların her biri farklı bir yöne bakar, yani yüzey normalleri farklı doğrultulardadır. Aynı doğrultudan gelen ışınlar her parçada yansıma yasalarına uyarak, o parçanın normaline göre farklı bir yöne yansır; böylece salonda çok sayıda ışık noktası oluşur. Olay kırılma ya da soğurma değil, yansımadır ve yansıma yasaları her parçada geçerlidir.
Orta
19Güneşli bir köyde kurulan güneş ocağı, büyük bir çukur aynadan oluşuyor ve yemek kabı aynanın önündeki bir askıya, aynanın odak noktasına asılıyor. Ocak doğrudan Güneş'e çevrildiğinde kaptaki su kısa sürede kaynıyor. Yemek kabının çukur aynanın odak noktasına konmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Odaktaki cismin görüntüsünün büyümesi
- B) Işınların odakta tam yansımaya uğraması
- C) Odakta ışığın hızının artması
- D) Paralel gelen güneş ışınlarının odakta toplanması
- E) Işınların odaktan paralel olarak çıkması
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Paralel gelen güneş ışınlarının odakta toplanması
Güneş çok uzakta olduğu için ışınları aynaya paralel gelir; çukur aynada paralel gelen ışınlar yansıyıp odakta toplanır ve orada enerji yoğunlaşır. "Odaktan paralel çıkma" bunun tersidir; far gibi kaynağın odakta olduğu durumu anlatır.
Orta
20Bir arabanın yan aynası tümsek aynadır. Bir öğrenci bu aynaya asal eksene paralel bir lazer ışını gönderiyor ve yansıyan ışının aynanın önüne doğru dağıldığını görüyor; yansıyan ışını cetvelle geriye, aynanın arkasına doğru uzatıyor. Tümsek aynaya asal eksene paralel gelen ışın nasıl yansır?
- A) Odaktan geçerek yansır.
- B) Kendi üzerinden geri döner.
- C) Asal eksene paralel yansır.
- D) Uzantısı odaktan geçecek şekilde yansır.
- E) Uzantısı merkezden geçecek şekilde yansır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Uzantısı odaktan geçecek şekilde yansır.
Tümsek aynada odak aynanın arkasındadır; paralel gelen ışın, uzantısı bu odaktan geçecek biçimde dağılarak yansır. Işının odaktan geçtiğini söylemek çukur aynanın kuralıdır; tümsek aynada yansıyan ışın değil, uzantısı odaktan geçer.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.
