理科
中学生
解決済み

「凸レンズの太さを太くすると焦点距離は短くなる」とあったのですが、なぜ短くなるのですか?
分からないので教えていただきたいです!

凸レンズ

回答

✨ ベストアンサー ✨

レンズも結局は光の屈折なので、レンズを四角形と三角形を合わせたガラスだと思って、図を書いてみたら写真のようになります。この状態でレンズを太くした図を書いてみたら、わかると思います。

※屈折率とは
真空では、光は1秒に地球7周半という超高速で進みます。しかし、水やガラスなどでは遅くなります。イメージでいうと、ウサイン・ボルト(光)でも陸上競技場(真空)からドロドロにぬかるんだ田んぼ(ガラス)に入ると泥(電子)が足(電界)にまとわりついて進みにくくなります。この進みにくくて苦しそうなイメージが大切で、物質に入ることでそれまでの真空での光速の1/2の速さになるとして、このときこの物質の屈折率は2であるといいます。(光速が1/nになると屈折率はn)波長は~~から~~と1/n倍に縮みます。
屈折のイメージを3枚目の写真のようなイメージで捉えていれば屈折率が大きくて進むのが苦しそうなグラウンドに入ればよく曲がるというのがわかると思います。

実際には、光はもちろん泥の中を走ったりはしていませんが、物理現象にイメージを持っておくと単なる暗記よりは楽ですし面白くなります。

ブドウくん

※この問題に関しては屈折率が大きくはなりません。ガラスという物質であることには変わりがないからです。曲率が変わると、単純に屈折角が変わります。

ブドウくん

イメージ

回答ありがとうございます!
印をつけた2カ所で光が曲がるのは光の屈折があるからですよね?
では、なぜ実像を作図によって求めるときには2カ所を曲げないのですか?
教えていただきたいです!

ブドウくん

普通はレンズの中央で1回屈折する光線を代表させることが多く、省略して書きます。普通十分に薄く厚みによる影響で変わることはないからです。

なるほど!本当は2回屈折しているが省略しているのですね!
ありがとうございます😊

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回答

屈折率の違いですよ!
昔、凸レンズを使用して太陽の光線を集めて黒い紙を燃やす実験をしませんでしたか?薄い凸レンズの場合の方が、焦点を結ぶ距離は長くなるという事でしょう。
焦点が長くなるという事はより望遠レンズという事でしょう。
ですから倍率が高い天体望遠鏡の凸レンズは薄いですよ。

なるほど。なんとなく理解出来ました!
ありがとうございます!

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