第3章:波動学(2)レンズ光学

こんにちは<Frank>です。

この分野になると高校で学習した記憶がまったくありません。

物理の授業はあったのですが、その頃、クラスメートの女子に恋を
してしまって勉強どころではありませんでした(笑)実のところ、
物理の先生も彼女のことがお気に入りで、彼女が質問すると先生の
顔が真っ赤になっていました。

さてと、高校時代の抜けを取り戻さなくては (^^)>

1.写像公式
写像公式は、レンズによって物体がどのように像を結ぶかを数式で
表したものです。凸レンズや凹レンズにおいて、物体の位置と像の
位置の関係を示します。

この公式は次のように表されます。

(1/𝑓) = (1/𝑎) + (1/𝑏) ​

1)𝑓 はレンズの焦点距離です。凸レンズでは正の値、凹レンズで
  は負の値をとります。
2)𝑎 は物体からレンズまでの距離(物体距離)です。
3)𝑏 はレンズから像までの距離(像距離)です。

この公式を使うことで、物体の位置と像の位置の関係を求めること
ができます。

2.倍率公式
倍率公式は、物体の高さと像の高さの関係を示す公式です。レンズ
を通して見た像が、物体に対してどの程度拡大または縮小されてい
るかを表します。

倍率 𝑀 は以下の公式で表されます。

𝑀 = ― (𝑏/a)=(像の高さ/物体の高さ)

1)𝑀 は倍率で、像の高さが物体の高さの何倍であるかを示します。
2)𝑏 は像距離です(写像公式で求めた値を使います)。
3)𝑎 は物体距離です。

この公式により、像がどれだけ拡大または縮小されているかを計算
できます。倍率が正の場合は正立像、負の場合は倒立像となります。

これらの公式を使うことで、レンズを通した光の屈折や像の形成に
ついて具体的に理解することができます。

【脚注】
参考図書では、下記の通りまとめられています。

・写像公式:(1/a)+(1/b)= (1/f)
・倍率公式:m = ― (b/a)

b > 0:実像、b < 0:虚像 m > 0:正立像、m < 0:倒立像

倍率公式においてマイナス記号が付く理由は、像が物体に対して上
下反転(倒立)している場合に、その符号を反映させるためです。

像が倒立しているとき、倍率は負の値になります。正の倍率は像が
正立していることを意味しますが、凸レンズによる実像の場合は像
が倒立するので、通常は負の値が現れます。

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【参考図書】『もう一度|高校物理』(為近和彦氏、日本実業出版社)

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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