Question

Haru

光です。
光源Aの大きさがわからないのに解くことはできるんですか？問題文に小さな光源Aとあるので、光が出ている場所は（-6.0）ということでしょうか?
でも、そうだとすると、③はどのように解けばよいのでしょうか？
よろしくお願いします。
※③の解説は入れることが写真で入れることができなかったので、コメントで追加させていただきたいと思っています。

(2) ある小さな光源からうすい凸レンズに光を入射させると、その光線の道筋の一部は図3のようになった。光線
は、進行方向を逆にしても、 そのまま同じ経路を通る性質があるので、光線の進行方向は示されていない。また
なお、レンズの端は点P (0, 4)と点Q(0, -4) である。 図3の1目盛を1cmとして,以下の問いに答えよ。
レンズの中心を原点として,レンズの軸 (光軸という)をx軸, レンズの中心線(レンズ面という)をy軸とする。
図3
-12
光軸
- 4
y
P
4
Q
Q
F
① このレンズの焦点距離は何cmか。
最初の光源を取り除いたあと、別の小さな光源Aを座標位置(-6, 0)に置いた。
② 十分に広いスクリーンを,座標位置 (3,0)を通りレンズ面と平行になるように置いた場合,光源Aから出て
このレンズを通ってきた光が当たるスクリーン上の範囲のy座標の最大値および最小値はそれぞれ何cmか。

R3 (2021) ラ・サール高
この凸レンズと同じ凸レンズをもう一つ用意し,その中心を座標位置 (3,0)に合わせ、二つのレンズ面が平
行になるように置いた場合、これら二つのレンズによってできる光源 A の像の位置のx座標は何cmか。
(3)
(1)の

[A]
のものを選ぶ。
(1) 凸レンズを通じてみることができる実像は上下左右が逆になっているので、問題のラ・サール像と上下左右
(2)
①
〜の順に作図していくと焦点が求められる。iの線を延長する。レンズの中心を通る光は直進する。光
源から出た光はiとiが交わった点 (6,2)に集まるので, のように光軸に平行にレンズに入った光を作図す
ると、焦点(30)が求められる。
y
P4
光
4
Q
焦点
→ x
② 光源Aの位置(-6,0)は凸レンズの焦点距離の2倍なので,凸レンズを通った後, 光は焦点距離の2倍の
位置 (6,0)に集まる。 よって, x座標3に置いたスクリーンに当たる光の範囲は,下図の(3,-2)~(3,2)
となる。
y
光軸
4
P4
Q
4
(3, 2).
→ x
44
(3,-2)