化学 光の進み方についてです

質問

画像がないとわかりづらいため、添付してある画像に質問内容を書かさせていただきました。
分かる方ご教授お願いします！

回答No.2

asciiz · ベストアンサー

＞⑤以外のそれらは屈折の仕方が正しくないから
＞誤りの選択肢として消去できるということでしょうか？

私の場合は、そうですね。
この図は凹レンズなのですから、拡散しなければいけません。
また、光がレンズの中央(O点)を通る以外、必ず屈折が生じるので、光が中央から外れた部分を通っているのにもかかわらず直進していることも、おかしいわけです。

(1)→実線の光は強く収束、点線の光は直進(レンズ後実線に一致)している。両方おかしい。
(2)→実線の光は強く収束していておかしい。(点線の光は正しい)
(3)→実線の光は収束、点線の光は直進していて、両方おかしい。
(4)→実線の光は収束していておかしい。(点線の光は正しい)
(6)→実線の光は正しいが、点線の光は直進していておかしい。

ということで、消去法でも、(5)のみが正しいということになります。

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凸レンズは虫眼鏡とかが普通にありますけど、凹レンズってなかなか見ないので、「拡散」のイメージがわきづらいのでしょうかね…。
身近にある物では、「近視用のメガネ」が、凹レンズです。

なので、太陽光下でメガネを地面や紙の近くでかざすと、拡散された光が(直接光と合わさって)メガネフレームの外側を明るくさせます。

そんな他愛もない遊びで、屈折方向を感覚的に覚えることになったかもしれません。

お礼

再度疑問に答えてくださってありがとうござます！
asciizさんのおかげでわからなかったことが全てスッキリ解決できました！
最後まで丁寧に親切に答えてくださり本当にありがとうございました！

回答No.3

kon555

『何故光は屈折するか？』を理解しましょう。
　厳密に言うと非常に高度な話になってしまうのですが、とりあえずイメージとしては下記のサイトがわかりやすく説明しています。
https://menon.network/reason-of-refraction/
　このサイトの例で考えると、問題のようなレンズの湾曲面に対して光がどのように振る舞うか、理解しやすいと思います。何なら自分で拡大図を書き、図解してみてもいいでしょう。

お礼

すごくわかりやすいサイトを紹介していただきありがとうございます！
今回の疑問点だけでなく今まで知らなかったことも知れました。
本当にありがとうございました！

回答No.1

asciiz

凸レンズっていうのは光を集光し、凹レンズは光を拡散させます。
その知識だけで、問題文を読まずとも6つの図の中で正しい形は(5)だけだ、と言うことが感覚的にわかってしまうのですが…。

凸レンズ・凹レンズそれぞれに、光源の距離を変えて照らすと、添付図のような変化をします。
このような集光・拡散が起こるのは、ある材質(空気)から別の材質(ガラス)へ光が入った時に、「屈折」が起こるからです。
光が抜ける方、ガラスから空気中へ行くときも、屈折が起こります。
その両方の屈折が、集光または拡散と言う現象を起こしています。
最初の図の光が曲がっているところを拡大すると、本当は、レンズの表裏で2回、屈折が生じているんです。(全体図では、真ん中でカクンと曲がっていますが、実はウソです)

さてそうすると。

凸レンズの上側と、凹レンズの下側で、同じような曲がり方になっていることとが分かるでしょうか。
どちらも、プリズムに光を通した時と同様に、厚い方へ曲がるんですよ。

不正解の図は、本来曲がる方と逆に曲がっていたり、曲がらずに直進していたりで、どれもおかしいな、ということになってしまいます。

補足

早速回答していただきありがとうございます！
光の屈折の様子はとてもよくわかりました！
ですがまだ少しわからないところがあるので質問させてください。
「凹レンズは光を分散させる性質から感覚的に⑤だと分かる」とおっしゃっていましたが、光を分散させる性質だけで正誤判断すると①と④以外は光を集めずに分散させていると思うのですが、⑤以外のそれらは屈折の仕方が正しくないから誤りの選択肢として消去できるということでしょうか？
長く伝わりづらい文章で申し訳ありません。