中1理科「焦点の位置・焦点距離の求め方と像の作図」

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中1理科「焦点の位置・焦点距離の求め方と像の作図」についてまとめています。

レンズの焦点距離

レンズの焦点について、凸レンズに太陽光線のような平行光線を、光軸に平行に当てると、光軸上の決まった点を通るように曲がる。この点Fを焦点という。凸レンズの焦点は、レンズの両側に1つずつある。

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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。

焦点距離の求め方

焦点距離の求め方

焦点距離の求め方

以上のように分数式を利用して、解くと便利です、

凸レンズによる像

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。

物体の位置 できる像 向き 大きさ できる像の位置
焦点距離の2倍より離れている 実像 倒立 実物より小さい 焦点と焦点距離の2倍の間
焦点距離の2倍 実像 倒立 実物と同じ 焦点距離の2倍
焦点距離の2倍と焦点距離の間 実像 倒立 実物より大きい 焦点距離の2倍より離れた位置
焦点距離上 像はできない
焦点距離より近い 虚像 正立 実物より大きい

像の作図のしかた

凸レンズによる像

凸レンズによる像

像を作図によって求めるには、上の図の3本の光線のうち、いずれか2本を選んで作図する。レンズを通った2つの光線の交点が求める像の位置になる。

  1. 軸に平行に進む光線は、レンズを通った後、反対側の焦点Fに向かって進む。
  2. 焦点F’を通る光線は、レンズを通った後、軸に平行に進む。
  3. レンズの中心に向かう光線は、レンズを通った後、そのまままっすぐに進む。

あわせて確認

以上が、中1理科「焦点の位置・焦点距離の求め方と像の作図」となります。

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