LastUpDate 2017/09/18
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凸レンズ

焦点

凸レンズに正面から太陽光のような平行な光をあてると光は屈折して1点にあつまる。 この点を焦点という。
光軸 焦点 ※光軸・・・ 凸レンズの中央を通り、
レンズの面に垂直な直線を光軸という。

レンズの中心から焦点までの距離が焦点距離である。
焦点はレンズの両側にそれぞれ1つずつ等しい距離にある。

凸レンズを通る光の進み方

焦点 光軸に平行な光・・・焦点を通るように屈折する
凸レンズの中心を通る光・・・直進する

実像

光源からの光は四方八方に広がる。

凸レンズがあると、光源から出た光のうち、凸レンズを通った光は図のように1点に集まる。
A A'
Aから出た光はA'に集まり、Bから出た光はB', CはC'
というようにそれぞれ集まる。
 
その場所にスクリーンがあれば全体として物体の姿が
スクリーンに映る。
これを実像という。

実像は焦点より遠くに物体をおいた時にできる倒立の像である。

実像の大きさや距離

物体の位置を変えると実像の大きさや凸レンズからスクリーンまでの距離が変化する。

物体の大きさをx,物体から凸レンズまでの距離をa、焦点距離をf,凸レンズからスクリーンまでの距離をd、スクリーンに映った実像の大きさをyとする。
x y a d f f a=2fのとき 物体から凸レンズまでの距離が焦点距離の2倍(a=2f)のとき、
物体と実像の大きさが同じになる(x=y)、
そのときの凸レンズからスクリーンまでの距離は、
物体から凸レンズまでの距離と等しい(d=a=2f)。

x y a d f f a>2fのとき それより遠く(a>2f)に物体を置くと
dは短く、yは小さくなる。

f f x y a d a<2fのとき 焦点距離の2倍より凸レンズに近いところに物体を置くと
dは長く、yは大きくなり、
ちょうど焦点のところで実像はできなくなる。

虚像

焦点より内側に物体を置くと実像ができないかわり、レンズを通して物体をみるとみえる虚像ができる。
虚像は物体より大きい正立の像である。
植物の観察などで、ルーペを通して拡大して見ているのが虚像である。

f f

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