中１理科「焦点距離の求め方・作図の仕方」についてです
焦点距離と像
物体(光源)と凸レンズとの距離をいろいろと変えた場合, 凸レンズによってできる像はどのようになるかがポイント。
凸レンズと像
焦点は、平行な光を凸レンズにあてると、すべてある一点に集まる点のことで、凸レンズの中心からそこまでの距離を焦点距離という。凸レンズを通して、スクリーンに映る像を実像といい、上下左右が逆になる。
| 物体の位置 | できる像 | 向き | 大きさ | できる像の位置 |
|---|---|---|---|---|
| 焦点距離の2倍より離れている | 実像 | 倒立 | 実物より小さい | 焦点と焦点距離の2倍の間 |
| 焦点距離の2倍 | 実像 | 倒立 | 実物と同じ | 焦点距離の2倍 |
| 焦点距離の2倍と焦点距離の間 | 実像 | 倒立 | 実物より大きい | 焦点距離の2倍より離れた位置 |
| 焦点距離上 | 像はできない | |||
| 焦点距離より近い | 虚像 | 正立 | 実物より大きい | – |
結果
- 物体が焦点上にあるときは、像はできない。
- できる像の大きさは、焦点距離の2倍の位置がポイントである。
- 物体が焦点距離の2倍の位置のとき、物体の大きさ=できる像の大きさ
ポイント
- 物体が焦点の外側にあるときは倒立の実像ができる。
- 倒立の実像は、物体が焦点に近づくほど大きくなる。
- 物体が焦点上にあるときは像ができず、はっきりとしたものは見えない。
- 物体が焦点の内側にあると、物体より大きな正立の像を見ることができる。
焦点距離の作図
- レンズの中心を通過する光→直進させる
- 軸に平行な光→レンズの中心線で屈折させスクリーン上で１の光と交わらせる
- ２の光が軸を通ったところに焦点を作図
- 凸レンズの中心から焦点までの距離を測る
焦点距離を求める公式
- ｆは焦点距離
- ａは凸レンズの中心から光源までの距離
- ｂは凸レンズの中心からスクリーンまでの距離
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