レンズの演習問題⑤ 凹レンズの作図②

レンズ・鏡
NEKO
NEKO

まずは,凹レンズの代表光線を復習しましょう.

凹レンズの3つの代表光線
PHYさん
PHYさん

それでは,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

このタイプの問題は凸レンズでも解いたね.

たしか,光源を通って光軸と垂直な場所にある1点から出る光を考えるんだったね.

PHYさん
PHYさん

そうですね.

光源をAとして,その真上にあるB(緑色の点)点から出る光について考えます.

B点からの代表光線は紫色です.

すると,B’の虚像を確認できます.

なので,その真下にあるA’が光源Aの虚像というわけです.

NEKO
NEKO

つまり,Aから出た光は屈折後にA’から出てきたように進むんだね.

PHYさん
PHYさん

そういうことです.

答えは上図の赤色の光線です.

では,もう1題です.

問題 凹レンズの作図

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.

この凹レンズに上図のような平行光線を当てた.

上図赤色の平行光線は凹レンズ屈折後どのように進むか.

<解答>

NEKO
NEKO

これも凸レンズで解いたね.

平行光線のうち,中心を通る光線(下図①)と凹レンズ後方の焦点に向かう光線(下図②)を考えればよいね.

NEKO
NEKO

すると,光線は発散するので,反対側に線を結ぶと上図の黄色の点から光が飛び出して見えるね.

他の光も全部この黄色点から飛び出すように屈折するよ.

したがって,答えは,下図のようになります.

NEKO
NEKO

たしか,凸レンズの平行光線を当てると,焦点面の1点に集まるように屈折するんだったね.

一方,凹レンズに平行光線を当てると,焦点面の1点から飛び出るように屈折するんだね.

コメント

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