一般小学生
まとめ
- 凸レンズの焦点より内側に物体を置いたとき、レンズ越しに見える、実物と同じ向きで拡大された像。
- レンズを通過した光が一点に集まらずに広がるため、スクリーンに投影することができない「虚像」である。
- 虫眼鏡（ルーペ）で物体を拡大して観察する際の光学的な原理として利用されている。
解説
正立虚像は、物体が凸レンズの焦点よりもレンズに近い位置にあるときに生じる光学的な現象です。通常、物体が焦点の外側にある場合は、レンズを通過した光が一点に集まり、上下左右が逆転した「倒立実像」を結びます。しかし、物体を焦点の内側に置くと、レンズで屈折した光は一点に集まらずに外側へ広がっていきます。
この広がった光を、レンズをのぞき込む側から逆方向にたどっていくと、物体よりも後方の位置で光が交わるように見えます。これが正立虚像の正体です。光が実際にその一点に集まっているわけではなく、あくまで脳が「光の延長線上にある」と判断して見える像であるため、スクリーンを置いても像を映し出すことはできません。
| 項目 | 正立虚像 | 倒立実像 |
|---|---|---|
| 物体の位置 | 焦点の内側 | 焦点の外側 |
| 像の向き | 物体と同じ（正立） | 上下左右が逆（倒立） |
| スクリーンの投影 | 不可能 | 可能 |
| 像の大きさ | 常に実物より大きい | 距離により変化する |
小学生のみなさんへ
虫めがねで近くのものを見たとき、大きく見えることがありますよね。このように、向きはそのままで、実物よりも大きく見える像のことを「正立虚像」といいます。
これは、光がレンズで屈折して、私たちの目にはまるで「そこから光が来ている」ように見えるために起こる現象です。実際にはそこに光が集まっているわけではないので、スクリーンを置いても映し出すことはできません。だから「虚像（うその像）」と呼ばれます。
正立虚像が見えるのは、見たい物をレンズの「焦点」という決まった点よりもレンズに近い場所に置いたときだけです。遠ざけすぎると、逆さまの像になってしまうので注意しましょう。
ルラスタコラム
鏡に映る自分の姿も、実は「虚像」の仲間です。鏡の奥に自分がいるように見えますが、実際には鏡の裏側に光は届いていませんよね。レンズも鏡も、光の進み方を変えることで、私たちの目に不思議な像を見せてくれるのです。
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