焦点

一般小学生

まとめ

  • 凸レンズ光軸平行な光をあてたとき、屈折した光が1点に集まる場所のことです。
  • レンズの中心から焦点までの距離を「焦点距離」と呼び、レンズの両側に同じ距離で存在します。
  • 物体の位置が焦点の内側か外側かによって、スクリーンに映る「実像」か、レンズ越しに見える「虚像」かが決まります。

解説

光軸に平行な光が凸レンズを通過すると、レンズの表面で光が曲がる「屈折」という現象が起こります。この屈折した光が一点に収束する場所を焦点と呼びます。

レンズのふくらみが大きい(厚い)ほど、光を曲げる力が強くなるため、焦点までの距離(焦点距離)は短くなります。逆に、レンズが薄いほど光を曲げる力は弱くなり、焦点距離は長くなります。カメラのピント合わせや眼鏡の仕組みを理解する上で、この焦点の位置は非常に重要な役割を果たしています。

コラム

焦点はレンズの左右両側に存在し、光源をどちら側に置いても同様に光が集まります。また、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(2倍の位置)に、物体と同じ大きさの逆さまの像(実像)ができあがります。

一方、光を広げる性質を持つ凹レンズの場合は、光が実際に一点に集まることはありません。しかし、広がった光を逆方向にたどっていくと一点で交わるように見えます。この点を「虚焦点」と呼び、凸レンズの焦点と区別して扱われます。

小学生のみなさんへ

虫めがねとつレンズ)を使って、太陽の光を一点に集めたことはありますか?あの光が集まってまぶしく光っている場所が「焦点しょうてん」です。

レンズにまっすぐ入ってきた光は、レンズを通るときに少しだけ進む方向が変わります。これを「屈折くっせつ」といいます。レンズの形によって、光がどこに集まるかが決まっていて、レンズの真ん中から焦点までの長さを「焦点距離しょうてんきょり」と呼びます。

レンズのふくらみが大きいほど、光を強く曲げる力があるので、焦点までの距離は短くなります。理科の実験で、スクリーンに反対向きの像を映したりするときには、この焦点の場所がとても大切になります。

ルラスタコラム

虫めがねで太陽の光を黒い紙に集めると、紙が燃え出すことがありますね。これは、広い範囲はんいに当たっていた太陽の熱を、焦点という一か所にギュッと集めているからです。とても温度が高くなるので、実験するときは火事に気をつけて、絶対に太陽を直接見ないようにしましょうね。

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