【実験】 R さんは,図Ⅲのように凸レンズを用いて
実験装置を組み立てた。 凸レンズの位置は固定
されており、物体, 電球 , スクリーンの位置は
光学台上を動かすことができる。 物体として用
いた厚紙は, 凸レンズ側から観察すると図ⅣVの
ように高さ2.0cmのL字形にすきまが空いて
おり,このすきまから出た光がつくる物体の像
を調べるため、次の操作を行った。
・凸レンズの中心線から物体までの距離を
Acm とし, A = 5.0, 15.0, 20.0, 30.0 の
とき,それぞれスクリーンを動かして,スクリーンに実像ができるかを調べた。
凸レンズの中心線からスクリーンまでの距離をBcmとし、スクリーンに実像ができた場合は, B と図Ⅲ中
に示した実像の高さを測った。 また, 実像の高さを物体のすきまの高さ(2.0cm)で割った値を倍率とした。
表 I は, これらの結果をまとめたものであり, スクリーンに実像ができない場合は, B, 実像の高さ,
倍率は「-」と示されている。
(4) 表Ⅰ から, 凸レンズの焦点距離は何cmになると考えられるか, 求めなさい。 答えは小数第1位まで書くこと｡
(5) 次の文中の
に入れるのに適している語を書きなさい。
A = 5.0 のとき, スクリーン側から凸レンズを通して物体を観察すると, 物体よりも大きな像が見られ
た。 この像は, 光が集まってできたものではなく、 実像に対して
像と呼ばれている。
図Ⅲ
電球
図ⅣV
すきまの
高さ
2.0cm
物体
ア像全体が暗くなったが, 像は欠けなかった。
ウ像全体が暗くなり,像の一部が欠けた
物体
IL
凸レンズ
表 Ⅰ
光学台
A (cm)
B (cm)
|実像の高さ[cm]
倍率 〔倍〕
5.0
-
スクリーン―
実像の高さ
1m
B
15.0 20.0 30.0
30.0 20.0 15.0
4.0
2.0 1.0
2.0
10
(6) Rさんは表I から, A = 15.0, 20.0, 30.0 のとき, 倍率の値が A, B を用いた文字式でも表せること
に気付いた。このことについて述べた次の文中の②〔 〕から適切なものを一つ選び, 記号を○で
囲みなさい。 また,
に入れるのに適している数を小数第1位まで書きなさい。
A = 15.0, 20.0, 30.0 のとき, 倍率の値は,いずれも [ア A÷B
ウ BA
12 A÷B
エ B2A ] の値に等しいことが分かる。 スクリーンに実像ができるとき,この関
係がつねに成り立つものとすると,A=35.0, B=14.0であれば, スクリーンにできる実像の高さは
cmになると考えられる。
(7) A=20.0 のとき, 図Vのように光を通さない黒い紙で凸レンズの一部を覆った。 このと
きにスクリーンにできた実像は、光を通さない黒い紙で凸レンズの一部を覆う前にスクリ
ーンにできた実像と比較して,どのような違いがあったと考えられるか。 次のア~エのう
ち,適しているものを一つ選び, 記号を○で囲みなさい。
20.50
図V
黒い紙
イ像の一部のみ暗くなったが, 像は欠けなかった。
エ像全体の明るさは変わらず, 像の一部が欠けた。
