収束（凸）レンズ

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凸レンズの定義

日常生活でよく使われるレンズの一つに凸レンズがあります。凸レンズとは、中央部が厚く、端が薄いレンズのことです。凸レンズは通常円形で、ガラス製であるため、空気よりも高い屈折率を持ちます。

凸レンズの種類

一般的に凸レンズには3種類あり、凸レンズの形状は下図（側面図）に示すとおりです。

凸レンズの使用

近視で近くの物がはっきり見えない人は、凸レンズ、収束レンズ、または正レンズを使って視力を矯正することができます。凸レンズは、近視の人のために眼鏡やコンタクトレンズに使用されています。また、凸レンズは拡大鏡、カメラ、双眼鏡、望遠鏡の光学系、光学顕微鏡などの光学機器にも使用されています。

凸レンズの焦点（F）

横の図をご覧ください。太陽のように非常に遠くにある物体から発せられる光線は、レンズの主軸と平行です。図では、レンズの主軸は青い線で示されています。

凸レンズの表面に光線が入射すると、レンズは光線を屈折させます。凸レンズによる光の屈折は、光の屈折の法則に従います。入射するすべての光線は、凸レンズによって焦点F2に向かって屈折され_、焦点で交わります。

光線は焦点に屈折します。したがって、凸レンズは収束レンズと呼ばれます。すべての光は焦点Fで交わるため₂Fの焦点は₂ は、非常に遠くにある物体の像の位置です。凸レンズで屈折した光線が太陽から来る場合、太陽の像はFの焦点に現れます。₂.

光線が焦点を通るため、凸レンズの焦点は実焦点であり、焦点に位置する像も実像である。

凸レンズの画像

凹レンズは虚像しか形成できませんが、凸レンズは実像と虚像の両方を形成できます。虚像は実際には存在しませんが、人間の目は光線が直進しているように見えるため、脳は虚像が存在すると認識します。虚像のある場所にスクリーンを置いても、スクリーン上に像は映りません。逆に、実像は存在します。実像のある場所にスクリーンを置くと、スクリーン上に像が現れます。凸レンズによる像の形成については、「凸レンズによる像の形成」の項で詳しく説明されています。