【定期テスト対策問題】凸レンズの作図の問題です。
【問題】凸レンズの作図の問題
以下の凸レンズの作図に関する問題に答えよ。
(1)下図のように、凸レンズを通過した光は、この後どのように進むか、作図せよ。
(2)下図のように焦点の外側に光源を置いた場合、できる実像を矢印で作図せよ。
(3)下図のように焦点の内側に光源を置いた場合、できる虚像を矢印で作図せよ。
(4)下図のように光源を置いたところ、スクリーンにはっきりとした実像ができた。このとき、凸レンズとスクリーンの間にある焦点を作図せよ。
(5)下図のように光源を置いたところ、スクリーンにはっきりとした実像ができた。このとき、アの光どのように進むか続きを作図せよ。
【解答・解説】凸レンズの作図問題の解答
(1)凸レンズは光を屈折させる道具です。次の3つの光の進み方を覚えておきましょう。
①凸レンズの中心を通る光→直進する
②凸レンズの軸に平行な光→焦点を通る
③焦点をと追てきた光→軸に平行になる
(2)焦点の外側に光源を置いた場合、上下左右が逆向きの実像ができます。(1)の3つの光の進み方を利用して作図します。
(3)焦点の外側に光源を置いた場合、光源と同じ向きの大きな虚像が凸レンズ越しに観察できます。これも(1)の3つの光の進み方を利用して作図します。
(4)まず、凸レンズの中心を通す光を作図します。凸レンズの中止位を通る光は直進します。スクリーン上にはっきりとした実像ができているので、スクリーン上で光を1つの点に集まります。凸レンズの軸に平行な光を作図し、スクリーン上の1つの点に向かって線を引きます。この線と軸が交わっているところが焦点です。
(5)スクリーンにはっきりとした実像ができているので、凸レンズを通過した光は、スクリーン上で1つの点に集まっています。凸レンズの中を通る光をを作図し、その光がスクリーンと交わるところにアの光も集まります。
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