【理科】光の屈折から凸レンズの作図のやり方!焦点距離の2倍の位置が重要!

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連日、数学の解説ブログをアップしておりますが、学年末テスト前最後の土日になりました。

前回の作図繋がりで、中1理科の凸レンズの内容を解説いたします!(受験を控えている中3にもオススメです!)

凸レンズの作図の描き方

光の分野は苦手意識が強い中学生が多いと思いますが、凸レンズの問題において大事なことは

物体をどの位置に置いたときにどんな像ができるのかを理解するだけです!

そのできる像については作図をすることによって確かめられます。

まずはその作図の描き方ですが、

①光軸(ド真ん中の横線)に平行に引き、レンズの真ん中で焦点に向け屈折させる

②凸レンズの中心目がけて線を引く

③手前の焦点を通り、レンズの真ん中から光軸に平行な線を引く(③の補助線はなくても大丈夫です)

それぞれが1点で交わり、逆さまの矢印を引いたら完成です!(今回は実像ができました)

以下、物体の位置を変えながらどんな像ができるのか確かめてみましょう!

1. 焦点距離の2倍の位置

ここが超重要!!!

物体を焦点距離の2倍の位置に置いたとき、

①物体とできた実像は同じ大きさになる

②物体からレンズまでの距離と、実像からレンズまでの距離が等しくなる

必ず覚えてください!凸レンズの問題を解く上で一番大事な知識になります!

2. 物体を凸レンズに近づけると...?

ここも選択肢問題などで必ず問われます!

物体をレンズに近づけることで

①できる実像は大きくなる

②実像は凸レンズから遠ざかる

実際の入試問題ですが、しっかり(5)で問われていますね。

光源(物体)を凸レンズに近づけたので、選択肢のアが正解です。

作図をすればわかることですが、必ず頭の中に入れておいてください!

3. 焦点に物体を置いたとき

この時に限って2本の直線が平行になります。

平行線は交わることはありません。よって像はできません!

4. さらに近づけると...?

今度は2直線が平行ではなくなりました。

よってレンズの右側では交わることはありませんが、反対にレンズの左側では交わります。

このときにできた像のことを虚像と言います!虚像の特徴

①物体よりも大きい

②物体と上下左右が同じ向き

ここまで知識としておさえておきましょう。

まとめ

繰り返しにはなりますが、凸レンズの問題で一番重要なことは、

物体を焦点距離の2倍の位置に置いたときの特徴です!

そこを軸に物体を近づければ実像は大きくなり遠ざかる。

逆に物体をレンズから遠ざければ、実像は小さくなりレンズに近づきます。

知識を頭に入れ、実際の問題では表から焦点距離などを求められるように練習しましょう!

今回のブログで凸レンズについて新しい発見や理解ができた方、是非WINGSの授業を体験してみてください!

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