レンズの演習問題④ 凹レンズの作図①

レンズ・鏡
PHYさん
PHYさん

今回から,凹レンズの問題です.

凹レンズは中心が少し凹んでいます.

私の眼鏡も凹レンズですね.

NEKO
NEKO

凹レンズの光線の屈折はどのような性質があるの?

PHYさん
PHYさん

凸レンズ同様に次の3つの代表光線を覚えておけばよいでしょう.

凹レンズの3つの代表光線
PHYさん
PHYさん

凸レンズと同様に,代表光線を作図して,光線が集まるところに像ができると考えます.

もし,レンズ後方に光が集まらなかったら,反対側に線を伸ばしていくと,交わるころがあります.

NEKO
NEKO

そこが虚像の位置なんだね.

それでは,さっそく問題を解いてみましょう.

問題 凹レンズの作図

上図のような凹レンズがある.$\rm F$,$\rm F^{\prime}$は凹レンズの焦点である.

上図のような赤い光線は凹レンズを通過後,どのように屈折するか.

<解答>

NEKO
NEKO

まずは,代表光線の作図だね.

性質①と性質②を利用しよう.

NEKO
NEKO

すると,青い光線が作図できます.

これらは,レンズ屈折後に発散するので,反対側に線を伸ばしてみると,上図の黄色い点から光が出てくるように見えます.

そして,代表光線だけではなく,すべての光線はこの黄色の部分から飛び出るようにみえるのです.

PHYさん
PHYさん

では,もう1問解いてみましょう.

問題 凹レンズの作図

上図のような凹レンズがある.$\rm F$,$\rm F^{\prime}$は凹レンズの焦点である.

上図のような赤い光線は凹レンズを通過後,どのように屈折するか.

<解答>

PHYさん
PHYさん

代表光線を作図すると次のようになります.

NEKO
NEKO

凹レンズは光源の位置が焦点距離よりも遠くても近くても虚像ができるんだね.

PHYさん
PHYさん

そうなんです.

同様に,黄色の線から飛び出るように作図をすると次のようになります.

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