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波動
72 レンズ
容器の底に小さな光源を入れ,光源の真上
10cmの高さのところに,焦点距離8 cmの薄
い凸レンズL」を水平に置く。
(1) 光源の像はL」の上方または下方何 cm
にできるか。その像は実像か虚像か。また,
像の大きさは光源の大きさの何倍か。
(2) Liの高さを変え,しかも実像象が(1)の場合
と同じ位置にできるようにするには, Li を
上下どちらへ何 cm 動かせばよいか。
次に, Liを最初の位置に固定する。容器に
前。
方物
(光
光源
HC
透明な液体を4cmの深さまで入れたところ, 光源の実像がLIの上
方 72cm のところにできた。
(3) この液体の屈折率はいくらか。
(1) レ
b
次に,液体を取り除き,焦点距離 12cmの薄い凸レンズ L2を Li1の
上方に光軸を合わせて置いた。
(4) Li, L2による光源の像がL2の下方 24cmの位置で虚像となるた
倍
めには, L2をL」から何 cm離せばよいか。また,その像の大きさは
例立に
光源の大きさの何倍か。
立の日
最後に,L2のかわりに焦点距離 12cmの薄い凹レンズL。をL」の上
2) LL
方 30cm に光軸を合わせて置いた。
(5) Li, Lsによる像は Lsの上方または下方何 cm にできるか。また。
と保
1/
その像は実像か虚像か。
(熊本大+東京電機大)
Q
Level(1), (2) ★ (3), (4) ★ (5)
しっ
Point & Hint レンズの公式は符号を含めて扱えば,1つの式ですむ。 4.
状態に
6, f は次図のようなケースがスタンダード(正の値)となっている。
(3)屈折率nの液体中,深さ Dにある物体を真上から見ると,屈折のため見かけ
の深さは
n
D
となる(エッセンス(上) p 127)。
:の の5 ン 0
v
の能
210
波動
SP
1
+カ=
1
72
1
a=9cm
a
8
つまり,液体によって1cm浮き上がって見えて
a
10
いる。いいかえれば,深さ4cm が見かけの深さ
3cm になっているので
4
==1.3
=3
文字式でなく数
3く値を扱う問題で
15 は小数まで直す。
nミ
本間のようにとくに断りがなければ, 空気の(絶対)屈
折率は1と思ってよい。つまり, 真空と同等に考えてよ
い。
(4)(1)で求めたように, Liによる実像IがLiの上40cmにできている。
LIL2間の距離を1 [cm] とすると, L2は虚像をつ
L2
くるので b= -24 とおけばよく
1
1-40
1
-24
1
12
1= 48 cm
L2の焦点距離12cm より内側の8cmの位置に物
体(L」による実像I)があるので, L:は虚像をつ
40
くっている。
L」
倍率はL」で既に4倍になっているので
物体
-24
4×
|48-40 = 12倍
(5) 凹レンズなのでfは負として扱い, f=-12cm。
そしてL」による実像IがL3の後方(上方)10cmに
できてしまうので, aは負として扱い, a=-10[cm]
とする必要がある。
I
14 L。
40
30
1
1
. b= 60
ミ
-10
b
-12
Li
んS0上 lo
光学的距離って距離に屈折率をかけたものじゃないんですか？