中1理科「凸レンズの焦点距離の求め方と作図の仕方」

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

1. 物体が焦点上にあるときは、像はできない。
2. 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。
3. 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

1. 物体が焦点の外側にあるときは倒立の実像ができる。
2. 倒立の実像は、物体が焦点に近づくほど大きくなる。
3. 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。
4. 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

1. レンズの中心を通過する光→直進させる
2. 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
3. ２の光が軸を通ったところに焦点を作図
4. 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