今回は、光の単元の焦点距離の求め方です。光でさえ苦手なのに、焦点距離もなんてと嘆いている人いるかもしれませんが、得点だけを考えると、最後は公式にさえあてはめれば、簡単なので心配はいりません。
凸レンズによる実像と焦点距離
物体と凸レンズの距離によって、焦点距離は変わってきます。
焦点距離を求める場合のポイント
物体と凸レンズの距離が焦点距離の2倍のとき、その物体と同じ大きさの像ができます。（物体と上下左右の向きは逆）。
つまり、
焦点距離の2倍のところに物体を置いた場合、レンズの向こう側の焦点距離の2倍（同じ距離離れたところ）に同じ大きさの物体ができるということです。
＜例＞
問題の中で物体とレンズまでの距離、像とレンズまでの距離が同じでそれが30cmだとすれば、そこが焦点距離の2倍になっているので、焦点距離は15cmだということ。
公式を使って解く
レンズと物体までの距離をa、物体と像までの距離をb、焦点距離をfとした場合、
という式が成り立ちます。
焦点距離と像の関係
- 実像ができるのは、物体が焦点よりもレンズから遠い位置にある場合です。
- 虚像ができるのは、物体が焦点とレンズの間にある場合です。
- 焦点上に物体を置くと、実像も虚像もできません。
焦点距離を求める練習問題
（1）凸レンズを使って実像がはっきりとスクリーンに映るようにしたところ、凸レンズと光源の距離が30cm、凸レンズとスクリーンの距離が30cmになった。この凸レンズの焦点距離を求めよ。
（2）凸レンズを使って実像がはっきりとスクリーンに映るようにしたところ、凸レンズと光源の距離が30cm、凸レンズとスクリーンの距離が15cmになった。この凸レンズの焦点距離を求めよ。
（2）凸レンズを使って実像がはっきりとスクリーンに映るようにしたところ、凸レンズと光源の距離が40cm、凸レンズとスクリーンの距離が10cmになった。この凸レンズの焦点距離を求めよ。
焦点距離を求める練習問題の解答
(1)15cm
(2)10cm
(8)8cm
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