
虫眼鏡で遠くのものを見ると
逆さまに見えるのは知っているかな?
これはなぜなんだろう?
虫眼鏡などで遠くのものを見ると、見える対象物が逆さまに見えるのには理由があるんだ!
今回はその理由について勉強をしていくよ

凸レンズとは
凸レンズの特徴と凸レンズできる像の名称
レンズでみえるものの現象を勉強する前に、まずは以下の言葉を覚えよう
虫眼鏡などに使われている中央がふくらんだレンズを(① )というよ。これで近くのものをみると(② )見え、遠くのものを見ると(③ )に見えるんだ
凸レンズを通して見えるものや、スクリーンなどにうつって見えるものを(④ )といい、凸レンズを通った光が集まってできる上下逆さまの像のことを(⑤ )というんだ
また、凸レンズを通して物体を見たときに、物体より大きく見える像のことを(⑥ )というよ

答えです
①凸レンズ ②大きく ③逆さま
④像 ⑤実像 ⑥虚像
凸レンズを使って光の線を書く際の、各箇所の名称

上の図のようにそのレンズの中心を通り、レンズの面に垂直な軸を(① )という。光軸に平行な光を当てると、光は凸レンズで屈折して(② )に光が集まるよ(焦点は2か所ある)
また、凸レンズの中心から焦点までの距離を(③ )というんだ。焦点距離は左右で(④ )なるよ

答えです
①光軸 ②焦点
③焦点距離 ④等しく
凸レンズによる像のでき方
凸レンズよってできる像を調べる実験

上の図のような装置で、凸レンズから光源までの距離を以下のようにして、スクリーンにうつる像の位置や大きさ、向きを調べよう
- 光源を焦点距離の3倍の位置に置く
- 光源を焦点距離の2倍の位置に置く
- 光源を焦点距離の1.5倍の位置に置く
- 光源を焦点の位置に置く
- 光源を焦点距離の半分の位置に置く
凸レンズよってできる像を調べる実験【結果】
- 光源を焦点距離の3倍の位置に置くと、像は焦点距離の1.5倍の位置にできる。像の向きは(① )が逆になり、像の大きさは光源よりも(② )なった
- 光源を焦点距離の2倍の位置に置くと、像は焦点距離の2倍の位置にできる。像の向きは(③ )が逆になり、像の大きさは光源と(④ )になった
- 光源を焦点距離の1.5倍の位置に置くと、像は焦点距離の3倍の位置にできる。像の向きは(⑤ )が逆になり、像の大きさは光源よりも(⑥ )なった
- 光源を焦点の位置に置くと、像はスクリーンに(⑦ )
- 光源を焦点距離の半分の位置に置くと、像はスクリーンにうつらない(’凸レンズをのぞくと見える)。像の向きは(⑧ )になり、像の大きさは光源よりも(⑨ )なった

答えはこうなります
①上下左右 ②小さく ③上下左右
④同じ ⑤上下左右 ⑥大きく
⑦うつらない ⑧同じ ⑨大きく
凸レンズよってできる像を調べる実験から分かること
光源を焦点より外側に置くと実像がうつる
光源を焦点より外側(左側)に置くと、スクリーンには(① )がうつるよ、実像は物体の(② )が逆になるんだ
また実験の結果から、大きさは光源を置く場所によって変わることも分かるよね。
光源と同じ大きさにしたいなら、焦点距離の(③ )の位置に光源を置き、スクリーンも焦点距離の(④ )の位置にセットするんだ
そして実像を(⑤ )したいなら、焦点と焦点距離の2倍の間に光源を置き、光源を(⑥ )したいなら焦点距離の2倍よりも遠くするといいよ

答えだよ
①実像 ②上下左右 ③2倍
④2倍 ⑤大きく ⑥小さく
光源を凸レンズと焦点の間に置くと虚像がうつる
光源を凸レンズと焦点の間に置くと(① )がうつる。虚像は、物体の向きと(② )で、大きさは(③ )なるんだ。ただしスクリーンには(④ )よ
ちなみに焦点の位置に光源を置くと、像は(⑤ )んだ

答えです
①実像 ②同じ
③大きく ④うつらない
⑤できない
今回のまとめ
光源、凸レンズ、スクリーンの位置によって像の見え方が変わることが理解できたかな?
テストにもよく出る大事な所なのでしっかりと理解をしよう!ここは頭の中で整理しずらいので苦手な人は以下の動画を参考にすると頭に入りやすいよ!
【出典】中学理科実験#028 凸レンズによる像のでき方
今回はここまで、お疲れさまでした!
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