学習目安 | 小: A | 中: S | 高: B

実像

一般小学生

まとめ

  • 凸レンズ凹面鏡を通った光が、実際に1点に集まって結ばれる像のこと。
  • スクリーンを置くとはっきりと映し出すことができ、向きはもとの物体に対して上下左右が逆(倒立)になる。
  • 物体をレンズの焦点よりも外側に置いたときに形成される。

解説

実像は、物体から出た光がレンズで屈折し、レンズの反対側で物理的に交差することで生まれます。物体を焦点距離のちょうど2倍の位置に置くと、レンズの反対側の同じ距離に、物体と等倍の実像が結ばれます。物体を焦点に近づけるほど、実像はレンズから遠ざかり、その大きさは拡大されます。

具体的な計算では、焦点距離10cmのレンズに対し物体を18cmの位置に置いた場合、相似比(8:10=10:d)などを用いて像の位置や大きさを求めることができます。物体の位置が焦点の外側か内側かで実像と虚像が切り替わるため、焦点の位置は像の性質を決定する重要な境界線となります。

コラム

実像の性質は、カメラやプロジェクター、映画のスクリーンなど、多くの光学機器に応用されています。レンズの公式「1/a + 1/b = 1/f」(a:物体からレンズの距離、b:レンズから像の距離、f:焦点距離)を用いると、像ができる位置を正確に計算できます。対照的な「虚像」は、光が実際に集まるのではなく、集まったように見える現象であり、スクリーンに投影することはできません。

小学生のみなさんへ

とつレンズという、真ん中がふくらんだレンズを通った光が、実際に1か所に集まってできるぞうのことを「実像」といいます。この光が集まった場所にスクリーンを置くと、反対側にいる物の姿をはっきりとうつし出すことができます。

実像の大きな特徴とくちょうは、もとの物と比べて上下と左右がぎゃくさま(倒立とうりつ)になることです。虫めがねで遠くの景色をのぞいたときに、ぎゃくさまに見えるのがこの実像です。

実像ができるためには、物をレンズの「焦点しょうてん」という特別な点よりも外側に置く必要があります。物をレンズに近づけたり遠ざけたりすると、うつぞうの大きさや場所が変わるのもおもしろいポイントです。

ルラスタコラム

えい画館のスクリーンにうつっているのも実像です。でも、えい画の画面はぎゃくさまになっていませんよね?実は、えい写機の中にあるフィルムをあらかじめぎゃくさまにセットしておくことで、スクリーンには正しい向きでうつるように工夫されているんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 実像をスクリーンに映し出すために、物体を置くべき位置はどこか
凸レンズの焦点よりも外側
【応用】 実像と虚像の最も大きな違いは、スクリーンの可否以外にどのような点があるか
実像は光が実際に1点に集まって結ばれるため上下左右が逆(倒立)になるが、虚像は光が集まったように見えるだけで向きは物体と同じ(正立)である点
【実践】 焦点距離10cmの凸レンズで、物体をレンズから15cmの位置から20cmの位置へ遠ざけたとき、実像の大きさと位置はどう変化するか
実像の大きさは小さくなり、像ができる位置はレンズに近づく

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