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。
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
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。
- 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。
- 焦点F’を通る光線は、レンズを通った後、軸に平行に進む。
- 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。
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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