理科の動画「理科特別動画ミニ ～凸レンズ～」を見ました。
夏期講習で習う新しい単元です。通常の動画では丁寧に説明がありますが、実験を通じてより理解を深めるために、こちらも参照しておきましょう、お勧めです！
どう映るか、を実験で確認できます！とても分かりやすいですね！
はじめに
凸レンズです。焦点以外でどう映るか、を分かりやすく実験しています。スクリーンの位置を変えたり、物体を遠ざけたりして、どう映るかを確認しておきましょう。
光の進み方を見てみよう
光軸に平行な光が凸レンズを通過すると必ず焦点に光が集まります。
実際の動画では、光が集まってる場所がとても明るいことがわかります。段ボールから煙が出てきています、これは、光と一緒に放射熱も集まったためです。
再びレンズを上げていくと、光がだんだん広がり、暗くなっていきます。さらに上げていくと、外側に明るい部分ができます。この外賀の明るい部分の光はレンズを通った光（黄色）とレンズの外側を通った光が重なるため明るくなります。
点光源の位置→焦点距離の2倍（2F）
光の集まる場所→焦点距離の2倍（2F）
点光源の位置→レンズに近づける
光がある丸場所→レンズから遠ざかる
点光源の位置→焦点
光の集まる場所→×（平行光線になる）
点光源をさらに近づけると
点光源の位置→凸レンズに近づける
光の集まる場所→×（広がって進む）
点光源を焦点距離の2倍の位置から遠ざけていくと
点光源の位置→凸レンズから遠ざける
光の集まる場所→焦点に近づく
さらに遠ざけると、
点光源の位置→凸レンズからさらに遠ざける（平行光線）
光の集まる場所→焦点に限りなく近づく（焦点）
光の進み方～大事なポイント～
・光軸に平行な光が凸レンズを通ると焦点を通るように進む
・焦点を通った日から胃が凸レンズを通ると、光軸に対して平行に進む
・焦点距離の2倍の距離を通った光が凸レンズをを通ると、焦点距離の2倍の点を通るように進む
・凸レンズの中心を通る光はそのまま直進する
像のでき方を作図で考えよう
実物が焦点距離の2倍の位置（2F）にあるとき像がどのようにできるのかを考えます。
①実物から出る光のうち光軸に平行な光の進み方を書きます。光軸に平行な光は凸レンズを通ると焦点を通るように進みます。
②実物から出る光のうち、凸レンズの中心を通る光の進み方を書きます。そのまま直進します。
③実物から出る光のうち、焦点を通る光の進み方を書きます。焦点を通る光が凸レンズを通過すると光軸に平行に進みます。
④実物の上から出た光は3本の線が交わるところに集まるのでここに像ができます。
できた像は実物と同じ大きさの倒立した像が2Fの位置にできます。このように光が集まってできた像を「実像」といい、倒立した実像を「倒立実像」といいます
動画では実際の実験があってとても分かりやすいですよ。
次に、実物が焦点距離の2倍の位置より遠いところにあるとき、像がどのようにできるかを考えます。先ほどと同じ手順で3本の光の線を書いていきます。
①実物から出る光のうち光軸に平行な光の進み方を書きます。
②実物から出る光のうち、凸レンズの中心を通る光の進み方を書きます。
③実物から出る光のうち、焦点を通る光の進み方を書きます。
④実物の上から出た光は3本の線が交わるところに集まるのでここに像ができます。
できた像は実物より小さい倒立した実像になります。像は実物よりレンズに近い位置にできます。
次に、実物が焦点と焦点距離の2倍の位置の間にあるとき、像がどのようにできるかを考えます。先ほどと同じ手順で3本の光の線を書いていきます。
①実物から出る光のうち光軸に平行な光の進み方を書きます。
②実物から出る光のうち、凸レンズの中心を通る光の進み方を書きます。
③実物から出る光のうち、焦点を通る光の進み方を書きます。
④実物の上から出た光は3本の線が交わるところに集まるのでここに像ができます。
できた像は実物より大きい倒立した実像になります。像は実物よりレンズに遠い位置にできます。
次に、実物が焦点の上にあるとき、像がどのようにできるかを考えます。①と②を書いてみます
①実物から出る光のうち光軸に平行な光の進み方を書きます。
②実物から出る光のうち、凸レンズの中心を通る光の進み方を書きます。
実物の上から出た２本の光は平行になってしまい、交わりません。このとき像はできません。
次に、実物が焦点とレンズの間にあるとき、像がどのようにできるかを考えます。先ほどと同じように①②を書いてみます
①実物から出る光のうち光軸に平行な光の進み方を書きます。
②実物から出る光のうち、凸レンズの中心を通る光の進み方を書きます。
実物の上から出た①②の２本の光は広がっていってしまうので、凸レンズの右側には像はできません。しかし・・・・
③2本の線を凸レンズの左側に伸ばすと・・・凸レンズの左側に2本の線が交わり、そこに像ができます。
できた像は実物より大きい正立した像になります。このように光が集まったのではなく、そこから光が出ているように見える像を「虚像」といいます。
実験では虚像がレンズの反対側に大きく映っているのが確認できます！
レンズの一部を隠したときの見え方
レンズに何もしていないとき、実物から出た光はレンズを通った後、1点にあつまり、そこに像ができます。できた像は実物から出た光がすべて集まるので明るくなります。レンズの一部を黒い紙などで隠すと実物から出た光はレンズに届きますが、紙で隠されているところは光を通しません。紙で隠されていない部分を通った光は1点に集まり、そこに像ができます。実物から届くひかりが少なくなるので、像は暗くなります。
チェックテスト
3問のチェックテストが出題されています。この動画をみればわかる内容なので、しっかり確認しましょう！
まとめ
今回の動画もいつも通りとても分かりやすいですね。親と子で是非とも一緒に確認しましょう！
最後まで読んで頂きありがとうございました。
下記に他の動画解説のページもありますので、紹介させてください。
参考になるとうれしいです。
コメント