レンズの演習問題② 凸レンズの作図②

レンズ・鏡
PHYさん
PHYさん

凸レンズの代表光線について復習をしておきましょう.

凸レンズの代表光線

問題

上図のような焦点が$\rm F$,$\rm F^{\prime}$である凸レンズがある.

光源から出た上図の赤色の光線はレンズ通過後どのように屈折するか.

<解答>

NEKO
NEKO

光軸と平行な光線と,レンズの中心を通る光をかいてみよう.

NEKO
NEKO

でも,代表光線の光が集まる場所がないね...

PHYさん
PHYさん

そういうときは,反対側に線を伸ばしてみるとよいでしょう.

PHYさん
PHYさん

すると,上図の青い点で交わります.

これをレンズの右側から見ると,青い点から光が出てきたように見えます.

これを虚像といいます.

求めたい,赤い線の屈折も,この青い点から光が出てきたようにかけばよいです.

NEKO
NEKO

なるほど!

こうやって,未知な光線を作図するんだ!

では,もう1問いきます.

問題

上図のような焦点が$\rm F$,$\rm F^{\prime}$である凸レンズがある.

光源から出た上図の赤色の光線はレンズ通過後どのように屈折するか.

<解答>

NEKO
NEKO

今度は,光の出発点が光軸上にあるから,代表光線もかけない・・・.

PHYさん
PHYさん

このような場合は,光の出発点から光軸に垂直な位置に点をとって,代表光線をかきましょう.

PHYさん
PHYさん

上図では,Bに相当します.

Bから出た光が紫色で示されています.

すると,Bから出た光はレンズの右側からみると,B’から出てきたように見えます.(虚像)

では,B’から光軸へ下した垂線の足A’は何に対応しているでしょうか?

NEKO
NEKO

そうか!

これが,Aから出た光の虚像になるんだ!

だから,Aから出た光はすべてA’から出てきたようにえがけばいいだね!

コメント

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