【中1理科】凸レンズの実像と虚像をやさしく解説｜作図のコツ・焦点距離・像の違いをまとめて理解！

中学1年生の理科では、「凸レンズ」を使って実像や虚像を学びますが、作図や焦点の位置関係が分かりにくいと感じる人も多い単元です。「実像と虚像ってどう違うの？」「物体とレンズの距離が変わると像はどうなるの？」といった疑問に答えるために、この記事では基本のポイントを図解を交えてやさしく解説します。テスト頻出の作図問題にも対応できるように、重要事項をしっかりおさえましょう！

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。

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の実験

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＞

＜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。

凸レンズの焦点距離

焦点からレンズの中心までの距離を焦点距離という。焦点距離は、レンズのガラスの種類と、球面の半径によって決まった値をとる。凸レンズの球面の半径が小さいほど、つまり、レンズの中央の厚さとふちの厚さとの差が大きいレンズほど、焦点距離は短くなる。また、左右の焦 点距離は等しい。

凸レンズで物体の像をつくるとき、物体の位置が決まると、その像の位置と大きさが決まる。

凸レンズによる実像と虚像のちがいは、物体と焦点との位置関係を理解すればスッキリ整理できます。作図のルールやポイントを押さえながら練習を重ねることで、テストでも確実に得点できる単元です。この記事を活用して、自信を持って光の学習を進めましょう！