《わかりやすい中学理科》凸レンズの作図の問題。光の進み方の基本からマスターしよう

凸レンズの問題の基本

凸レンズの問題の基本パターンは、次の2つです。この2つしかありません。

物体が焦点の外側にある時

物体が焦点の外側にある時、物体（この場合はロウソク）の先の光は、レンズの反対側に集まります。そして、物体とは反対向きの実像ができます。

物体が焦点の内側にある時

物体が焦点の内側にある時、ロウソクの先の光は、集まることはありません。しかし、レンズの右側から見た場合、物体と同じ方向に光が集まっているように人間の脳は錯覚します。そして、物体と同じ向きの虚像ができます。

凸レンズの問題の作図方法

凸レンズの問題の作図のルール

では凸レンズの問題の作図方法について実際に書き方をマスターしましょう。ルールは次の３つだけです。

では実際に書いてみましょう（暗黙のルールとなりますが、レンズの問題では物体の先から出る光だけを考えればOKです）

物体が焦点の外側にある時の作図

※実際にはロウソクの先からは２つの光しか出ていないというわけではなく、たくさんの光が出ています。

よく問題では、①、②に加えて、「（上図の緑で書いた）ロウソクから焦点に線を引いて、レンズにぶつかった点から平行な光」も書かれていることが多いですね。上図のようにたくさん書く必要はありません。

物体が焦点の内側にある時の作図

凸レンズの練習問題

では練習問題をしてみましょう。

焦点距離の2倍の距離に物体がある時

(1)凸レンズの焦点距離の2倍の距離に物体がある時、できる像を作図してみましょう

(2)(1)の時、できる像の「種類」、「位置」、「向き」を答えよ。また、長さは元の像の何倍か

焦点距離の0.5倍の距離に物体がある時

(3)凸レンズの焦点距離の0.5倍の距離に物体がある時、できる像を作図してみましょう

答えをみる

ルール通りに作図すればOKですね。

(4)(3)の時、できる像の「種類」、「位置」、「向き」を答えよ。また、長さは元の像の長さの何倍か