• ベストアンサー

中学理科 レンズで光の屈折

こんばんは。 言葉でうまく説明できそうにないので図で失礼します。 焦点の内側に光源があるとき、光軸に平行な光はちゃんと焦点を通るのに、 平行ではない光は通らず、しかも屈折したあとの光は光軸に平行な光より外側を通るそうです。 (図の感じです) なぜこうなるんでしょうか? そして、図は光軸に平行な光より上を通る光の場合ですが、 下を通る光の場合はどうなるんでしょうか? よろしくお願いします。

  • 科学
  • 回答数2
  • ありがとう数8

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • BookerL
  • ベストアンサー率52% (599/1132)
回答No.1

 凸レンズを通る光の進み方は、  光軸に平行な光線は、透過後、後ろの焦点を通る(図A)  レンズの中心を通る光線は、透過後直進する(図B)  手前の焦点を通る光線(と同じ角度でレンズを通る光線)は、透過後、光軸に平行になる(図C) という性質があります。  また、これらのレンズを通った後の光線をレンズの手前側に延長すると、一点に集まります。(図P)ここに「虚像」ができます。 > 図は光軸に平行な光より上を通る光の場合ですが、下を通る光の場合はどうなるんでしょうか?  上に示した3通り以外の光線は、それぞれの中間的な経路を通ります。例えば、図のQ点に向かう光線の場合、Q点から後ろの光線は、P点からQ点に向かってきたように進みます。(図D)  

その他の回答 (1)

  • BookerL
  • ベストアンサー率52% (599/1132)
回答No.2

#1です。添付の図が違ってました。訂正します。

関連するQ&A

  • レンズの屈折

    空気中で薄い凸レンズに光軸に平行な光線を入射したときの光の進み方について考える。空気中では光線はレンズの焦点を通るが、同じレンズに対して水中では光線の進み方はどうなるか。ただし、レンズの屈折率>水の屈折率>空気の屈折率とする。 という問題なんですが、答えの図は焦点よりも後ろの点(光軸上の点です)を通っていました。 解答には屈折の法則を使って解くと書いてあったのですが、レンズの屈折率を3、水の屈折率を2、空気の屈折率を1、入射角をθ(一定)、屈折角をφとして空気中と水中の場合で計算してみたんですが、計算間違いがなければどうしてもφは水中の場合の方が大きくなるんです。そうなると曲がり方が大きくなり、後ろどころかむしろ焦点よりも手前の点を通ると思うのですが...どこで考え方を誤ったのでしょうか? あとこれは論理的ではないのであまり聞かないほうがいいのかもしれませんが、2つの物質間を光線が通るとき、その2つの物質の屈折率の差が大きいほど曲がりやすさ(屈折角)は大きいのでしょうか?そうだとすれば、感覚的にこの問題の答えは出ますが... いずれにせよ前者の計算で解けなければ意味が無いので、前者について特にアドバイスよろしくお願いいたします。

  • センター物理 レンズ

    目とカメラのしくみはよく似ており、カメラのレンズ、フィルムがそれぞれ目の水晶体、網膜に相当する、近視は図に示すように水晶体の焦点距離が短く、倒立の実像が網膜の手前に生じている状態である 問 近視を補正するためにメガネを用いる、光軸に平行な光線が入射する場合に、補正のようすを正しく説明しているのはどの図か最も適当なものを次の(1)~(4)のうちから一つ選べ、ただし、水晶体とメガネのレンズの光軸は一致しているものとする 正解の(4)は二本の光線が平行に来て凹レンズを通った後若干2本の光線が外側に広がるようにして目に入り目に入った後網膜上で合わさっています 解説 問題の図では像の位置が網膜より手前にずれている、これは水晶体の焦点距離が短く、入射した、光が光軸に向かって大きく屈折するためである。 そこでメガネのレンズにより水晶体に入る前の光を少し外側に広げてから水晶体に入れること、網膜に光を集めて像を結ばせ事ができる、光を外側に屈折させるのは凹レンズであり、凹レンズの光の進み方を正しく表しているのは(4)である。 となっていたのですがこの目の図はどれが焦点でどう光が進んで駄目なのか分からないです 凹レンズは広げますが何故広げる必要があるのか分からないです

  • 凹凸レンズの焦点について

    現在高校2年なのですが凹凸レンズについて全く分からないので教えてください。 教科書に焦点の定義として 「凸レンズの場合、左側から光軸に平行な光線を入射させると、レンズの光軸上の点Fに集まる。 凹レンズの場合、左側から光軸に平行な光線を入射させると、レンズで屈折した光はレンズの左側の光軸上の点Fから出ているかのように進む。 このような点Fを焦点と言う。」 と書いてあります。 これらは図からも理解できるのですが 光軸に平行でない光線が入射したときはどうなるのでしょうか?

  • 光の屈折

     光の屈折の図の意味がよくわかりません。 ガラス板を通り抜けた光は、なぜガラス板にはいるときと平行に出て進むのですか?

  • 光の屈折に関して

    光の屈折に関してです。 よく中学校の問題とかである「10円玉が浮いて見える現象」 などは図のような光の屈折の図を使って説明され、 人間の目は光は直進するものだと錯覚する・・・(1) という理由から目から点Bまでの直線を延長したところに見える。 といいますが、その直線はどこまで延長するのでしょうか? 多くの教科書などの図では水面との垂線との交点となっていますが それはなぜですか? それともBAとBCが等しくなるようなところまで延長するのでしょうか? それともし(1)の理由もわかる方いましたらそれもお願い致します。

  • 光の屈折と見え方

    ある物体を見ようとするときに、周りの媒質と屈折率が異なる場合には見えて、周りの媒質と屈折率が同じ場合には見えなくなるのはなぜでしょうか? 図を交えて説明していただけるとうれしいです。

  • プラズマ分光、レンズでの集光に関して。

    プラズマの発光分光計測を行っています。 発光線強度から励起準位密度を求めたいのですが、 レンズを用いてファイバへ集光する場合、ファイバはレンズの焦点に置くということで良いのでしょうか? 粗末ながら図を添付しました。 焦点に集まる光はレンズに対し光軸方向に平行に入射する光なので、 ファイバの口を焦点に置けば、発光線強度としては光軸方向の積分値が得られる という考え方で合ってますでしょうか? プラズマ計測をやっているのですが、光学の知識が無いもので プラズマからどのように光が入るのわからず混乱してしましまったので 質問させて頂きました。 よろしければご回答の程よろしくお願いします。

  • 凸レンズと点光源

    以下のような、問題文がありました。 「凸レンズの光軸上に点光源を置いて、さらに凸レンズを挟んで点光源の反対側にスクリーンを置いた場合、スクリーン上に鮮明な光源の像が映った。」 解説を読んでみると、この場合点光源から出た光は焦点に集まらず像は焦点の先にあるスクリーン上にできるとのことでした。どうしてそのようなことが起こるのか理解できないでいます。 レンズを通してできる像(実像、虚像)に関しては作図で求められたかと思いますが、なんだか実像、虚像とは違う話のような気もします。 教えていただきたいです。

  • レンズによる集光に関して(光の強度について)

    現在プラズマのスペクトル観測を行っているのですが、プラズマのように発光が「点」でない場合のレンズによる集光に関しての質問です。 (参考として図を作りましたのでそれを見ていただけると説明がわかりやすいと思います http://www.geocities.jp/takehirohiraishi/bunko.html) レンズの焦点を発光体の内のどこか一点に決め、レンズで集光した場合、焦点の前後からも光はレンズに入射することになります。その焦点からずれた場所からの発光がレンズに入射する光(図の斜線部のこと)の明るさを求めたいのです。つまり焦点からずれた距離(図のΔdのように)に対して、レンズに入射する光の強度はどのようになるのでしょうか。 焦点の合っていない場所から入射する光の強度を求める式または求め方などがありましたら教えてください。

  • 放物面鏡で平行光線を作りたい

    ある光源から出た光を,軸外し放物面鏡で平行光線に変換し,その平行光線を再び軸外し放物面鏡で収束光線に戻すような,光軸系を作ろうと考えています. ここで簡単のため,軸外しは無視して,普通の放物面鏡を考えます. 理論上,放物線の焦点位置に点光源を設置すれば,そこから放射される光は完全な平行光線になります.しかし実際には    ・完全な点光源が存在しない    ・光源を完全に焦点位置に設置できない という理由で,完全な平行光線を作り出すことができません.完全な平行光線を作り出せなければ,放物面鏡の特性上,再び収束光線に戻すときに収差が生じます.  できる限り収差を小さくするために,できる限り完全な平行光線を作り出したいと思います.そのために光の平行度を評価したいのですが,どのように確認,評価すれば良いでしょうか?  使用するのはミラーですので,実際には赤外光を使うのですが,確認,評価に使用する波長は可視光でも構わないと考えています.  お知恵をお貸し下さい.よろしくお願いします.