高校物理

凹面鏡に関する質問の3つの例

1. 凹面鏡 焦点距離が5cmの凹面鏡について、像の形成過程を説明し、物体から凹面鏡までの距離が10cmの場合の像距離と像倍率を求めなさい。
討論
以下のことが知られています。
凹面鏡の焦点距離 (f) = 5 cm
凹面鏡の焦点は正の値をとる。なぜなら、凹面鏡の焦点は光が通過する場所、つまり実在する場所だからである。
物体までの距離（秒）＝10cm
ジャワブ：
物体の影の形成の様子を捉えた画像 :

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1. 凸面鏡 焦点距離が10cmの凸面鏡について、像の形成過程を説明し、物体から凸面鏡までの距離が20cmの場合の像距離と像倍率を求めなさい。
討論
以下のことが知られています。
凸面鏡の焦点距離 (f) = -10 cm
凸面鏡の焦点は負の値になります。なぜなら、凸面鏡の焦点は光が通過しない、つまり虚像だからです。
物体までの距離（秒）＝20cm
ジャワブ：
物体の影の形成の様子を捉えた画像 :
影の距離:
1/s' = 1/f – 1/s = -1/10 – 1/20 = -2/20 – 1/20 = -3/20
s' = -20/3 = -6,7 cm
影の距離が負の値である場合、それは影が仮想影であるか、光線が影を通過しないことを意味します。
像距離は、物体距離20cmよりも6,7cm短い。
画像拡大率：
M = -s'/s = -(-6,7)/20 = 6,7/20 = 0,3倍
倍率が0,3ということは、影の大きさが物体の大きさの0,3分の1になることを意味します。
画像倍率が正の場合、画像は正立します。画像倍率が負の場合、画像は倒立します。

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物体距離は凸レンズの焦点距離よりも小さい（s > f）。
計算に基づくと 凸レンズ像 物体距離(s)が凸レンズの焦点距離(f)よりも小さい場合、 凸レンズの像の性質 つまり：
マヤとは、光線が影を通過しないことを意味する。
直立しているか逆さまになっていないか
物体が凸レンズから遠ければ遠いほど、像のサイズは大きくなる。
凸レンズから物体が遠ければ遠いほど、像も物体から遠ざかる。 凸レンズ

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凸レンズによって形成される物体の像を理解するために、以下の例題と解説を検討してください。この例では、物体が凸レンズから一定の距離にあると仮定し、凸レンズによる物体の像の形成、凸レンズから像までの距離、および凸レンズによる像の倍率について説明します。

凸レンズ（収束レンズ）の焦点距離は20cmです。高さ10cmの物体がレンズの左側にあります。以下の条件の場合、像距離、像倍率、像の高さを求めなさい。
a) 物体と凸レンズの距離が凸レンズの焦点距離よりも小さい (s < f)、
b) 物体と凸レンズの距離は凸レンズの焦点距離と同じである (s = f)、
c) 物体と凸レンズの距離が凸レンズの焦点距離よりも大きい（s > f）。

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物体距離は凹レンズの焦点距離よりも短い（s > f）。
計算に基づくと 凹レンズ像 物体距離(s)が焦点距離(f)より小さい場合、 凹レンズの像の性質 つまり：
マヤとは、光線が影を通過しないことを意味する。
直立しているか逆さまになっていないか
凹レンズから物体が遠ければ遠いほど、像のサイズは小さくなる。
物体が凹レンズから遠ければ遠いほど、像も凹レンズから遠くなる。 凹レンズ

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凹レンズによって形成される物体の像を理解するために、以下の例題と解説を検討してください。この例では、物体が凹レンズから一定の距離にあると仮定し、凹レンズによる物体の像の形成、像と凹レンズとの距離、および凹レンズによる像の倍率について説明します。

凹レンズ（発散レンズ）の焦点距離は20cmです。高さ10cmの物体がレンズの左側にあります。以下の条件の場合、像距離、像倍率、像の高さを求めなさい。
a) 物体距離が凹レンズの焦点距離よりも小さい場合、
b) 物体までの距離は凹レンズの焦点距離と同じである
c) 物体距離が凹レンズの焦点距離よりも大きい場合、

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物体距離は凸面鏡の焦点距離よりも小さい（s < f）。
計算に基づくと 凸面鏡像 物体距離(s)が焦点距離(f)より小さい場合、 凸面鏡像の性質 つまり：
マヤは、凸面鏡の後ろに影があるため、光線が影を通過しないという意味でそう言っている。
直立しているか逆さまになっていないか
凸面鏡から物体が遠ければ遠いほど、像のサイズは小さくなる。
物体が凸面鏡から遠ければ遠いほど、像も凸面鏡から遠ざかる。

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凸面鏡によって形成される物体の像を理解するために、以下の例題と解説に注目してください。この例では、物体が凸面鏡から一定の距離にあると仮定し、凸面鏡による物体の像の形成、凸面鏡からの像の距離、および凸面鏡によって形成される像の倍率について説明します。

凸面鏡の曲率半径が30cmであると仮定します。像の形成について説明し、以下の条件の場合の像距離と像倍率を求めなさい。
a) 物体距離が焦点距離より小さい (s < f)
b) 物体までの距離は焦点距離と同じである (s = f)
c) 物体距離が焦点距離より大きく、鏡の曲率半径より小さい場合 (f < s < r)
d) 物体からの距離は鏡の曲率半径に等しい (s = R)

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物体距離は凹面鏡の焦点距離よりも小さい（s < f）。
計算に基づくと 凹面鏡像 物体距離(s)が焦点距離(f)より小さい場合、 凹面鏡における影の性質 つまり：
マヤとは、光線が影を通過しないことを意味する。
直立しているか逆さまになっていないか
凹面鏡から物体が遠ければ遠いほど、像のサイズは大きくなる。
物体が凹面鏡から遠ければ遠いほど、像も凹面鏡から遠ざかる。

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凹面鏡によって形成される物体の像を理解するために、以下の例題と解説を検討してください。この例では、物体が凹面鏡から一定の距離にあると仮定し、凹面鏡による物体の像の形成、像と凹面鏡との距離、および凹面鏡によって形成される像の倍率について説明します。

凹面鏡の焦点距離が20cmであると仮定します。像の形成について説明し、像距離と像倍率を求めなさい。
a) 物体距離が焦点距離より小さい (s < f)
b) 物体が鏡の焦点にある場合 (s = f)
c) 物体が鏡の焦点と曲率中心の間にある場合 (f < s < R)
d) 物体は鏡の曲率の中心点に位置する (s = R)

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