理科
中学生

ここの光の問題を全て間違えました。
難しくて、解説読んでも理解出来ませんでした。
どなたか解説お願いしたいです!

5 光と音 次の問いに答えなさい。 凸レンズによってできる 図1 像について調べるため, 物体 凸レンズA スクリーン LEDをL字形にとりつけ た物体を使って図1のよう な装置を組み立て,次の実 験1~3を行った。 実験1. 凸レンズAの位置を動かさずに, スクリーンに はっきりとした像がうつるように物体とスクリーンの位 置を動かし、像の大きさを調べた。 次の図 2,3はこの ときの結果をグラフに表したものである。
図2 リン 40 ズ ン> まかさ の 物体から凸レンズへ までの距離 [cm] 143 190 S) 大 N 12 10 物体から凸レンズA までの距離 [cm] 実験 2. 物体とスクリーンの位置を動かさずに, 凸レンズ Aを物体側からスクリーン側に近づけていったところ, 物体から凸レンズAまでの距離が15cmのときと30cm のときにスクリーンにはっきりとした像がうつった。 実験3. 物体を凸レンズAとその焦点の間に置き, スク リーン側から凸レンズAをのぞいたときの像の大きさを 調べた。 次に, 物体と凸レンズAの位置を動かさずに. 凸レンズAをふくらみの小さい凸レンズBにかえ, 同じ ように像の大きさを調べると, 凸レンズAのときに比べ, 小さくなった。 問1. 図4は,ヒトの目のつくりを模 式的に示したものである。 図4のX がYの上に像を結ぶしくみについ て, XからYまでの距離は変わらな いという条件を設定して, 図1の装置でヒトの目のつく りを再現する実験を行うとき, 変えない条件として最も 適当なものを, ア~エから選びなさい。 (3点) 図4 X ア. 凸レンズAの位置 イ. 物体から凸レンズAまでの距離 ウ. 物体からスクリーンまでの距離 エ. 凸レンズAからスクリーンまでの距離 問2. よく出る (1) 基本 図5は, 実 験1で物体から凸レン ズAを通る光の進み方 焦点 焦点 の一部を模式的に示し たものであり, 光軸 (凸レンズAの軸) 上にある2つの ・は凸レンズAの焦点の位置を示している。 物体の先 端から出た光は, 凸レンズAを通過後、 どのような道 すじを通るか, 図5にかき加えなさい。 ただし, 作図 に用いた線は消さないこと。 (3点) (2) 凸レンズ Aの焦点距離と物体の大きさはそれぞれ何 (3点) cmと考えられるか, 書きなさい。 問 3. 実験 1,2について,次の文の①~③に 当てはまる数値を, それぞれ書きなさい。 また, に当てはまる内容を書きなさい。 4 (5点) スクリーン上にはっきりとした像を見ることができ る, 物体, 凸レンズ A, スクリーンの位置について考 えると, 物体から凸レンズAまでの距離が15cmのと きは凸レンズAからスクリーンまでの距離は① cm, 物体から凸レンズAまでの距離が30cmのとき は凸レンズ Aからスクリーンまでの距離は ②cm であり、物体からスクリーンまでの距離はどちらも ③ cmである。 したがって,物体からスクリーン までの距離が一定のとき, 実像ができる凸レンズの位 置は2つあり、 □という規則性があること がわかる。 問4. 実験3について, 凸レンズBをふくらみの限りなく OK 小さい凸レンズにとりかえたとすると,像の大きさはど のようになると考えられるか, 書きなさい。 (4点) 物体 -Y 実験1について,次の (1), (2) に答えなさい。 図5 凸レンズA 光軸-

回答

問1 目のxの水晶体はレンズの役割、目のyの網膜はスクリーンの役割をしています
なのでエになります

問2(1) 凸レンズの像の作図は、2本または3本で作るのが一般的です
(i)光源の先端から光軸に平行な線を描き、凸レンズの中央から焦点に進む線
(ii)光源から凸レンズの中心に直進し、そのまま直進し続ける線
(iii)光源の先端から焦点を通る線を描き、凸レンズの中央からは光軸に平行になる線
この3本、あるいは(i)(ii)の2本で書くのが一般的です

実際には色んな方向に光が出ているので、凸レンズを通る全ての光が1点に集まるため、スクリーンにはっきり映るのです

問2(2) 凸レンズの像は、「物体から凸レンズまでの距離」と「凸レンズからスクリーンまでの距離」がどちらも焦点距離の2倍で同じ距離になった時に、「物体と同じ大きさの像」ができます
なので図2より焦点距離は20cmの半分で10cm
図3より「物体から凸レンズまでの距離」が20cmのときの像の3cmが、物体の大きさということになります

問3 ①図2より30cm ②図2より15cm ③足して45cm
④「物体から凸レンズまでの距離」と「凸レンズからスクリーンまでの距離」の組み合わせが同じになる…とかでしょうか…

問4 レンズを薄くするほど、光の屈折できる角度が小さくなっていくため、最終的には何も無いのと同じ状態に近づきます
よって像の大きさは実物に限りなく近づきます。

ありがとうございます!よくわかりました!

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