凸レンズのつくる像(作図のしかた)

凸レンズの基本

 凸レンズの軸に対して平行に入射した光は必ず焦点に集まります。
 レンズの中心から焦点までの距離を焦点距離といいます。

凸レンズがつくる像

一般に凸レンズは物体を大きく見たいときに使いますが,カメラのレンズや目の中のレンズのように像を結ばせるときもあります。
凸レンズがつくる像には2種類あります。

実像 → スクリーンに映る像。凸レンズの場合は物体と上下左右が逆になった倒立の像。

虚像 → レンズを通して物体側に直接見える像。凸レンズの場合は物体より大きく正立の像。

 

凸レンズによる像の作図

 凸レンズがつくる像は作図によって求めることができます。

 代表的な光線の道すじを作図すると,その交点がの位置となります。

 物体を焦点の外側に置いたときには実像ができます。右図の3本の光線のうち2本を引くと像を作図することができます。

    ☆ 一般には@とAだけで作図をします。

物体の位置とできる像

物体を焦点の外側に置いたとき

物体がレンズから離れるほど実像は小さくなり,像の位置はレンズに近づきます
また,物体がレンズに近づくほど
実像は大きくなり,像の位置はレンズから遠ざかります

物体を焦点距離の2倍の位置に置いたとき
 
物体と同じ大きさの実像が焦点距離の2倍の位置にできます。
      (焦点距離のわからない凸レンズでの作図で,焦点距離を知るための手がかりになります。)

物体を焦点の内側に置いたとき 物体側(実際の物体の外側)に物体より大きな虚像ができます。
物体を焦点上に置いたとき 像はできません。