まとめ
解説
虚像は、光がレンズや鏡によって進み方を変えた際、その進んだ光を逆向きにたどったときに、ある一点から光が出ているように見える現象である。実像との最大の違いは、そこに実際に光のエネルギーが集まっているかどうかにある。虚像は光が集まっていないため、その場所にスクリーンを置いても像を映し出すことはできない。
凸レンズにおいて、物体を置く位置とできる像の性質は以下のように分類される。
| 物体の位置 | 像の種類 | 向き | 大きさ |
|---|---|---|---|
| 焦点の外側 | 実像 | 倒立（逆さま） | 位置により変化 |
| 焦点の上 | （像はできない） | – | – |
| 焦点の内側 | 虚像 | 正立（同じ向き） | 拡大（大きい） |
例えば、焦点距離が10cmの凸レンズを使用する場合、物体を焦点の内側（レンズから10cm未満）に置くと、レンズ越しに大きな虚像を観察できる。一方、物体を焦点の外側（例：18cmの位置）に置くと、レンズの反対側に実像ができる。この際、物体の距離と像の距離の比（例：8:10=10:d）などを用いて、像の位置や大きさを計算で求めることが可能である。
虫めがねで近くのものを見たとき、実物よりも大きく見えることがありますね。また、鏡をのぞくと、鏡の中に自分がいるように見えます。このように、そこには光が集まっていないのに、まるでそこに物があるかのように見えるすがたを「虚像（きょぞう）」といいます。
虚像は、光がレンズで曲がったり、鏡ではね返ったりしたときに、私たちの目が「光がまっすぐ進んできた」とかんちがいすることで見えます。本物の光がそこに集まっているわけではないので、その場所に紙（スクリーン）を置いても、絵をうつし出すことはできません。
凸レンズ（虫めがね）を使うときは、見たいものを焦点という点よりもレンズに近づけるのがコツです。そうすると、同じ向きのまま大きな虚像を見ることができます。遠くにあるものをうつす「実像」とは、向きや見え方がちがうので、観察して見つけてみましょう。
あつい道路の上に水があるように見える「蜃気楼」も、実は虚像のなかまです。空気が光を曲げてしまうことで、遠くの景色がちがう場所にうつって見える不思議な現象なんですよ。
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