中1理科の「凸レンズと実像・虚像」

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中1理科の「凸レンズと実像・虚像」についてです。凸レンズについて、さまざまな角度からまとめています。「凸レンズと光の進み方」「凸レンズでできる像」「凸レンズによる像のでき方」や「実像、虚像」にもふれています。それでは、中1理科の「凸レンズと実像・虚像」をみていきましょう。

凸レンズと光の進み方

  • 凸レンズは、光を屈折させて集めるはたらきがあります。
  • 焦点は、凸レンズの軸(光軸)に平行な光が凸レンズで屈折して集まる点。焦点は凸レンズをはさんで等しい距離に2点ある。
  • 焦点距離は、凸レンズの中心から焦点までの距離。
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凸レンズを通る光の進み方

  • 光軸に入って平行に入った光→焦点を通る
  • レンズの中心を通る光→向きを変えずに直進する。
  • 焦点を通ってレンズに入った光→光軸に平行に進む。

凸レンズでできる像

凸レンズによる像のでき方を調べる
<手順>

  1. 装置をつくり、光源を端において、像ができるようにスクリーンを動かす。
  2. 光源の位置をレンズに少しずつ近づけ、像ができる位置を調べる。
  3. スクリーンに像が出来ないときは、光源の反対側から凸レンズを通し像を見る。

<結果>

像の大きさ 凸レンズと光源の距離 凸レンズと像の距離 像の向き
実物より小さい像 焦点距離の2倍より遠い 焦点距離の2倍の位置と焦点の間 上下・左右逆向き
実物と同じ大きさの像 焦点距離の2倍 焦点距離の2倍 上下・左右逆向き
実物より大きい像 焦点距離の2点の位置と焦点の間 焦点距離の2倍より遠い 上下・左右逆向き
スクリーンに像ができないが凸レンズをのぞくと実物より大きな像が見える 焦点距離より近い 測れない 同じ向き

<考察>

  • 光源の像はスクリーンに上下、左右逆さまにうつる。
  • 光源をレンズに近づけるほど、像の位置はレンズから遠くなり、頭の大きさは大きくなる。
  • 光源を焦点よりレンズに近づけると、スクリーン上に像はできない。このとき、凸レンズを通して光源が同じ向きに大きく見える。

実像

スクリーンに光が実際に集まってできる像。物体が焦点の外側にあるときにできる。スクリーンの上下、左右が逆さまの像が写ります。(例)カメラはフィルムに実像をうつします。

虚像

光が集まらずレンズを通して見える像。物体が焦点の内側にあるときに見える。実物より大きく、上下・左右が同じ向きの像が見える。(例)虫めがねやルーペで見える像。鏡にうつる像。

あわせて確認

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