理科
中学生

光の屈折
レンズや像の名前が分からない

2月26日(水) 回 高校入試模擬試験 今 63% 完了 2 図のように、凸レンズをc点に置き、その左側のa点にろうそくを,その右側の適切な位置にスクリーンをそ れぞれ置いて、スクリーンにはっきりとした像をうつそうとした。 あとの問いに答えなさい。 ただし, 図の光 軸上のとなり合う点()と点の間の距離は、この凸レンズの焦点距離と等しい。 凸レンズ [X] ろうそく ウ エ スクリーン 光軸 a e Y (1) 図の光Xは、凸レンズを通ったあと、 どのように進んでいくか。 解答用紙の図に実線で示しなさい。 なお, 解答の実線は光Xの矢印の先端からかくこと。 (2) 図の光Yは,ある光が凸レンズを通ったあとの進み方を示したものである。 光Yはどのように凸レンズに 進んできた光か。 図のア~エのうちから1つ選び, 記号で答えなさい。 (3)この実験でスクリーンにろうそくのはっきりとした像がうつるのは、スクリーンをどの位置に置いたと きか。 また、このとき,どのような像がうつるか。 次のア~エのうちから1つ選び、記号で答えなさい。 アdの位置に置いたとき、 実際のろうそくと同じ大きさで,上下左右が逆になった像がうつる。 イ eの位置に置いたとき, 実際のろうそくより大きく, 上下・左右が同じ向きの像がうつる。 ウ fの位置に置いたとき, 実際のろうそくより大きく, 上下・左右が同じ向きの像がうつる。 I eの位置に置いたとき、 実際のろうそくと同じ大きさで, 上下・左右が逆になった像がうつる。 (4) 図のろうそくをaの位置からbのほうへ少しずつ移動すると、 ろうそくのはっきりとした像がうつるスク リーンの位置と像の大きさはどのように変わっていくか。 次のア~エのうちから1つ選び, 記号で答えなさ い。 アスクリーンの位置は凸レンズにしだいに近づいていき, 像の大きさはしだいに小さくなっていく。 イスクリーンの位置は凸レンズにしだいに近づいていき, 像の大きさはしだいに大きくなっていく。 ウスクリーンの位置は凸レンズからしだいに遠ざかり、像の大きさはしだいに小さくなっていく。 エスクリーンの位置は凸レンズからしだいに遠ざかり、 像の大きさはしだいに大きくなっていく。 (5) 図のbとcの間にろうそくを置くと,スクリーンをどの位置に移動してもろうそくの像がうつらなくなる。 そこで,スクリーンをはずして凸レンズをのぞくと,ろうそくの像を見ることができる。 ① このときに見える像を何というか。 ② ①で答えた像の大きさと向きは,実際のろうそくと比べてどうなっているか。 簡単に答えなさい。

回答

レンズの名前
この実験で使われているレンズは「凸レンズ」といいます。
凸レンズは、光を集める性質があり、カメラや虫眼鏡などにも使われています。

像の名前
レンズを通した光によってできる像には、大きく分けて「実像」と「虚像」の2種類があります。

実像 * 実際に光が集まってできる像
スクリーンに映し出すことができる
今回の実験のように、凸レンズによってできる像は、条件によって実像になる

虚像 * 実際に光が集まらず、光が広がっていくように見える像
スクリーンに映し出すことができない
虫眼鏡を覗いたときに見える像は虚像

問題の答え
では、問題の答えを確認しましょう。

2 (1) 凸レンズの中心を通る光は、そのまま直進します。
光Xは凸レンズの中心を通っているので、そのまま直進する光を描きましょう。

2 (2) 光Yは、凸レンズを通ったあと焦点を通っています。
凸レンズを通る光は、焦点を通る光は凸レンズの中心を通る光と平行に進むので、答えはアです。

2 (3) 凸レンズから焦点距離2倍の位置に物体を置くと、反対側に同じ大きさの倒立の実像ができます。
答えはエです。

2 (4) 凸レンズから遠ざけるということは、焦点距離の2倍より遠くに物体が置かれるということです。
焦点距離の2倍より遠くに物体を置くと、実像は小さく、レンズに近づきます。
答えはアです。

2 (5) ① 焦点距離より内側に物体を置くと、像は大きくなり、虚像ができます。
答えは虚像です。

2 (5) ② 虚像は、実物よりも大きく、向きは同じになります。

ポイント
凸レンズには、光を集める性質がある
凸レンズによってできる像には、実像と虚像の2種類がある
実像はスクリーンに映し出すことができ、虚像はできない
今回の問題を参考に、凸レンズと像についてさらに詳しく調べてみましょう。

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