レンズと鏡 演習問題シリーズ [高校物理]

レンズ・鏡

レンズや鏡の問題は作図が命です.

作図をして相似な図形を見つけることで問題を解きます.

これを機会にレンズや鏡の作図に慣れてみてはいかがでしょうか.

凸レンズの作図①

凸レンズと凹レンズは代表光線を覚える必要があります.

そして,その代表光線の交点に像ができます.

凸レンズの作図②

凸レンズは干渉の問題でたびたび登場します.

理由は

平行光線を焦点面に集まる性質

があるからです.

凸レンズのレンズの式

レンズの式を紹介していますが,意味もわからずレンズの式を使うのは危険です.

作図→相似な図形をみつける→相似比を考える

で確実に問題を解きましょう.

凹レンズの作図①

凹レンズは凸レンズと比べて試験に出る頻度が下がるため,演習不足になる人が多いです.

これを機に,作図を一通り確認してみましょう.

凹レンズの作図②

凹レンズのレンズの式

凹レンズのレンズの式も,凸レンズ同様に

① 代表光線の作図

② 像の場所をつきとめる

③ 2組の相似な図形をみつけ,相似比からレンズの式を導出

のステップで求めます.

組み合わせレンズの作図

レンズが複数個ある場合は,どのように対処すればよいのでしょうか?

実は,レンズによってできた像(実像でも虚像でもかまわない)が新たな光源となり,次のレンズの屈折を考えてよいのです.

なぜ,そのようなことができるのかも作図を通して学びましょう.

虚光源の作図

虚光源(虚物体)はあまり聞かないワードかもしれません.

しかし,複数個のレンズを考える場合には必要な考え方になります.

特に作図が難しいので,今回の3パターンは確実に解けるようにしておくとよいでしょう.

虚光源のレンズの式

虚光源の場合も含めてのレンズの式の統一です.

いままでのレンズの式のつじつまと合わせるようにして,公式をつくります.

凹面鏡の作図

球面鏡は代表光線がたくさんありますが,最低限2つ覚えておきましょう.

そこからできる像を作図します.

凹面鏡の式 焦点はどこ??

レンズの式同様に,凹面鏡の式を考えることができます.

覚える余裕がない人は導出できるようにしておくとよいでしょう.

また,この凹面鏡の式から焦点の位置を計算できます.

凸面鏡の作図

凸面鏡の作図も凹面鏡とほぼ同じです.

結局反射の法則に従うので,よくよく考えたら当たり前に代表光線だと意識して欲しいです.

凸面鏡の式

レンズと球面鏡のまとめ

レンズの実践問題

レンズの実践問題1 虚光源

レンズの実践問題2 組み合わせレンズと欠けた像 東工大

レンズの実践問題3 平行光線と組み合わせレンズ

レンズの実践問題4 組み合わせレンズ 光源が光軸上にある場合

コメント

  1. […] レンズと鏡 演習問題 […]

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