レンズの作図と凹レンズ
着眼点3本の決まった光線のうち2本を描けば像が決まる。凹レンズの像はいつも正立の虚像で、物体より小さい。
| 光線 | 凸レンズ | 凹レンズ |
|---|---|---|
| 光軸に平行に入る | 後ろの焦点を通る | 前の焦点から出たように広がる |
| レンズの中心を通る | 直進 | 直進 |
| 焦点に向かって（から）入る | 前の焦点を通ってきた光は光軸に平行に出る | 後ろの焦点に向かう光は光軸に平行に出る |
例題
1
焦点距離 20 cm の凹レンズの前方 20 cm に物体を置いた。像の位置・倍率・種類を答えよ。
解答
凹レンズなので f=-20\ \mathrm{cm}。
\dfrac1b=-\dfrac1{20}-\dfrac1{20}=-\dfrac1{10} より b=-10\ \mathrm{cm}
倍率 \dfrac{10}{20}=0.50
答 レンズの前方 10 cm に、倍率 0.50 の正立虚像
\dfrac1b=-\dfrac1{20}-\dfrac1{20}=-\dfrac1{10} より b=-10\ \mathrm{cm}
倍率 \dfrac{10}{20}=0.50
答 レンズの前方 10 cm に、倍率 0.50 の正立虚像
ポイント作図は「平行に入る光」と「中心を通る光」の2本で十分。虚像のときは、レンズを出た光を点線で前側に延長し、その交点が像。
注意凹レンズで f に正の値を入れるミスが多い。レンズの式を使う前に「凹なら f<0」と書いてから代入する。