問1
光軸(こうじく)に平行に進んできた光は、凸レンズを通ったあと、どこを通るか。
○ レンズの中心 ○ 手前(同じ側)の焦点 ○ 反対側の焦点 ○ 光軸の真ん中
問2
光源を焦点距離の2倍(2F)の位置に置いたとき、スクリーンにできる実像の大きさは光源と比べてどうなるか。
○ 光源より小さい ○ 光源と同じ大きさ ○ 光源より大きい ○ 像はできない
問3
光源を「焦点(F)と焦点距離の2倍(2F)の間」に置いたとき、できる像はどれか。
○ 光源より小さい実像 ○ 光源と同じ大きさの実像 ○ 光源より大きい実像 ○ 虚像
問4
光源をちょうど焦点(F)の位置に置くと、像はどうなるか。
○ 大きな実像ができる ○ 小さな実像ができる ○ 拡大した虚像ができる ○ 像はできない
問5
「実像(じつぞう)」について正しいものを、すべて選びなさい。
□ スクリーンに映すことができる □ 上下左右が逆向き(倒立)になる □ 光源と同じ向き(正立)になる □ カメラやプロジェクターで利用される
問6
光源を焦点の内側(レンズに近い側)に置いてレンズをのぞくと見える、光源と同じ向きで大きい像を何というか。
答え:( ) (漢字2文字)
問7
凸レンズの下半分を黒い紙でかくすと、スクリーンにうつる実像の「明るさ」はどうなるか。
答え:( ) (「形」ではなく明るさに注目)
問8
映画館のプロジェクターは、客席の後ろのはなれた位置に置かれ、フィルムの映像はあらかじめ「逆さま」にセットされている。その理由を、「実像」「焦点」「倒立」などの言葉を使って説明しなさい。
答え:( )
📖 解答と解説
問1
答え:反対側の焦点
作図のルール①。「光軸に平行な光は、反対側の焦点を通る」。この光と『中心を通る光(直進)』の交点が像の先たんになる。
問2
答え:光源と同じ大きさ
2Fの位置は「すべての基準」。像も反対側の2Fの位置に、光源と同じ大きさ・倒立(上下左右逆)の実像としてできる。
問3
答え:光源より大きい実像
光源を焦点に近づける(レンズに近づける)ほど、実像は遠くにでき、大きくなる。だから2Fと焦点の間では「大きい実像」。
問4
答え:像はできない
焦点に置くと、レンズを通った光は平行になり、1点に集まらない(広がりもしない)。だからスクリーンにも映らず、のぞいても像はできない。
問5
答え:スクリーンに映すことができる / 上下左右が逆向き(倒立)になる / カメラやプロジェクターで利用される
実像は、光が実際に1点に集まってできる像。スクリーンに映り、向きは必ず倒立。正立で見えるのは虚像(虫めがね)のほう。
問6
答え:虚像
虚像(きょぞう)。光は実際には集まらず、スクリーンには映らない。虫めがね(ルーペ)で文字が大きく見えるのがこれ。
問7
答え:暗くなる
レンズの上半分だけでも光は集まるので、像の『形』はそのまま全部うつる。ただし通る光の『量』が減るので、全体が暗く(うすく)なる。
問8
答え:(キーワード:大きな実像・焦点と2倍の間に置く・実像は倒立する・スクリーンで正しい向きにするため)
スクリーンに大きな実像を映すには、光源(フィルム)を焦点と焦点距離の2倍の間に置く必要がある(だから離れた位置から映す)。実像は上下左右が逆(倒立)になるので、スクリーンで正しい向きに見えるよう、フィルムの映像をあらかじめ逆さまにしてある。