倒立実像

一般小学生

まとめ

【定義】
倒立実像(とうりつじつぞう)とは、凸レンズや凹面鏡を通過・反射した光が実際に一点に収束して結ばれる像のうち、実物に対して上下左右が反転しているものを指す。

まとめ

・物体を凸レンズの焦点より外側に置いたときに生じる。
・光が実際に集まっているため、スクリーンに投影することが可能である。
・実物と比べて上下および左右が逆転した状態で観察される。

解説

倒立実像は、光学の基礎的な概念であり、主に凸レンズの実験において観察される。物体から出た光が凸レンズで屈折し、レンズの反対側で再び交わることで形成される像である。この際、光の経路が交差するため、像の向きは元の物体に対して上下・左右ともに逆転する。

倒立実像が形成される条件は、物体とレンズの距離が「焦点距離」よりも長いことである。物体を焦点に近づけるほど像は大きくなり、焦点から遠ざけるほど像は小さくなるが、焦点の内側(レンズに近い側)に入ると光は収束しなくなり、実像ではなく「正立虚像」が形成されるようになる。

実社会における応用例は非常に多い。例えば、カメラの撮像素子(CMOS/CCD)やフィルムの上に結ばれる像、プロジェクターがスクリーンに映し出す映像、さらにはヒトの眼の網膜に投影される像もすべて倒立実像である。網膜に映る像は逆さまだが、脳がそれを正立の状態として認識・処理している。このように、倒立実像は視覚情報の伝達において極めて重要な役割を果たしている。

小学生のみなさんへ

「とうりつじつぞう」とは、レンズを通った光が反対側に集まってできる、上下左右がさかさまになった「像(ぞう)」のことです。虫めがねを使って、遠くにある窓の景色などを白い紙に映してみると、景色がさかさまに映ることがあります。これが倒立実像です。「実際に光が集まっている」ので、スクリーンや紙を置くと、そこにはっきりと絵のように映し出すことができるのが特徴です。

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