✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨
答えってわかりますか？
図が複雑で何が何だかわからなくなりそうですが、整理して必要な情報だけを書き起こしていきます。丁寧めに解説します。
まず、この問題で何が起こっているのかを考える上で、スクリーンを通過する前と後で分けて考えます。
【通過前(写真1,2枚目)】
厚紙に開けられたh形の穴をすり抜けた光は、2枚目のように色んな方向に進みます。その中にはレンズを通らなかった光もあれば、通る光もあり、レンズを通った光は一点で交わります。そのうち赤で書いた3線は代表的な覚えておかないといけない線です。図では矢印(光源)の先端の光だけしか書きませんが、実際は物体のいろんな所から同じように光が出ているので、それらが集まって反対側に像ができます。
今回は、赤色の線が作る三角形を考えたら、レンズ中心に対して対称で合同なので、上下左右逆さまで同じ長さの倒立実像ができます。
一回送ります
【通過後(写真3枚目)】
この倒立実像(実際に光が集まっている)を、今度は新たな光源とみなします。
下線部bにおいて「虚像」と言っているので、(1)は虚像を形成できるようなzの範囲を求めろという問題です。
写真の赤い光線は、レンズの中心を通って直進する光で、青い光線は、光軸に平行に進んでレンズを通過したあと反対側の焦点を通る光です。(もちろん、レンズA同様、これ以外にもたくさんの方向に光は進んでいるが、解く上では考える必要がないから省略)
この2つが交わるということは、そこに実像ができるということなので、それでは条件を満たしません。写真2枚目の図から、zが12よりも大きいと交わってしまうことがわかり、逆に12よりも小さいと交わらないことがわかるのでz<12が答えです。なお、z=12となるときは平行になり、たしかに実像はできませんが、反対側でも交わらないので虚像もできなくなってしまうので=は含めません。このあたりは、「焦点距離の何倍のときはどうなる」とか丸暗記しなくてもちょっと図を書けばわかる話です。
(2)はここまでくれば簡単で、写真3枚目のように虚像(緑)を作るので、(はみ出るほど) 巨大化され、その向きは、レンズAによって作られた左右逆さまにされた像が、同じ向きでそのまま巨大化されるので(凸レンズの虚像は左右反転しない)結局は上下左右逆さまで巨大化されたやつを選べばいいので、エになります。
ちなみに、zを12より大きくすれば、Aにより上下左右逆さまになったあと、実像ができるようになるので再び上下左右逆さまになり、もとの形に戻ります。また、xとyの比率を変えてやれば同じ大きさの実像はなく巨大化した実像を作れるし、zを変えても巨大化した実像を作れるので、同じ大きさのまま拡大だけをすることができるようになります。すなわち、この装置により顕微鏡や望遠鏡を作ることができます。対物レンズがレンズA, 接眼レンズがレンズBです。実際に顕微鏡や望遠鏡には、この装置が使われています。
問3の(1)がイで(2)がエです！
間違えて、ベストアンサー押しちゃいました🙇🏻♀️
すみません！