- 受付中
凸レンズと凹面鏡の組み合わせ問題
焦点距離20cmの凸レンズと焦点距離20cmの凹面鏡を光軸を一致させて40cm離して固定する。レンズの右側10cmの位置に大きさ2cmの物体を置く。凹面鏡で反射した光が凸レンズで屈折してできる像について像の位置、大きさ、実像か虚像か、正立か倒立かを答えよ。 この問題について、解説では、凹面鏡によってできた像をレンズにとっての物体と考え、レンズの公式に当てはめていました。 しかし、問題では、凹面鏡で反射した光が凸レンズで屈折してできる像と書いてあったため、なぜ反射した光そのものではなく、凹面鏡によってできた像を用いるのかが分かりません。どなたか教えてください！
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
みんなの回答
- maskoto
- ベストアンサー率53% (553/1030)
反射光による像(以下、像Aと表記します)の位置が、レンズ左になるならば、 反射光がレンズがない場合には、像Aの位置に集まるように進む という解釈です ですので、作図するなら、まずレンズなしの場合の反射光の道筋と像Aを描きます その上で、上記のようになる反射光の道筋の途中にレンズが置かれたら反射光がレンズ部分でどのように折れ曲がり、レンズによる像(以下像Bと表記)が出来るか作図する事になります このようにレンズの左に出来る像Aを虚物体と 言います 先程の解説のように、物対がロウソクでその先端の炎から出た光について考えるなら 反射光のうち光軸に平行なものはレンズ通過後、レンズの左側の焦点に向かって直進します 一方、反射光のうちレンズの中心を通るものは、レンズ通過で折れ曲がること無しに直進するので、これら2つの光線の交点がレンズによる炎の像(B)の位置となります 模範解答ではこのようなAに集まる光の事情を端的に説明しているかと思われます そして、レンズ公式を利用するなら、虚物体になるときはAの値をマイナスとして公式に当てはめてやれば良いことになります 余裕があれば虚光源(虚物体)で検索して研究してみるのも良いと思います
- maskoto
- ベストアンサー率53% (553/1030)
まず確認ですが 左にレンズ右に鏡、その間に物体がある という配置でよろしいですか？ だとすれば 例えば物体がロウソクだと仮定します 単純化するため、ロウソクの先端の炎(炎Aと命名)から出る光の道筋だけ考える事にします Aから出た光は凸面鏡で反射して 所定の一点にAの像を作ります Aから光軸に平行に進んで反射後は焦点を通る光…① Aから出て 入射角＝反射角 を満たすように反射して進む光…② Aから出て焦点を通過後反射して光軸に平行に進む光…③ などなどの光は、Aからそれぞれ直進して鏡で折れ曲がり、再び直進して像の位置である一点に集まるわけです その後は、①②③などなどの各光は更に直進を続けて、この一点(像)から四方八方に広がって行くことになります なので、像の一点を通過した、四方八方に直進する光がレンズに進んでその後どうなるかを考えれば良いわけです ところで、鏡によるAの像の位置に、実際の炎(炎Bと命名)がある場合について見てみますと このBからも四方八方に光が出て直進して行くことになります 両者の光の道筋を比較してみますと、 Aの像(反射光の集まる一点)から出て左側の空間へ進む光(①〜③を含む) 及び、 Bから出て左側の空間へ進む光の様子は同じである事に気がつくはずです (両者とも、一点から左側の空間へ出発する光は放射状であり、どの光の道筋も直進である！) なので、模範解答のように炎Aの像の位置に 実際の炎(炎B)があるものとして考えても結果は同じとなるわけです
補足
回答ありがとうございます😊 前提はそれであってます！丁寧な説明で基本的には理解できました。ただ、自分の質問が不十分だったのですが、さらに疑問なのが、問題を解いた時に像はレンズの左側にできたので、像からの光より反射したそのものの光の方が先に屈折を起こすのではないのでしょうか？像からの光と反射を起こした光がレンズに対して逆向きなのにどうして同じだと考えていいのだろうかと､､､
回答受付中のQ&A
- ジェーンオースティンの高慢と偏見に登場する社会階級
報酬付き
こんにちは。今度、プレゼンがあり、２〜３分程度で発表なのですがタイトルの通りで高慢と偏見に登場する、あるいはその時代の重要な社会階級を教えて欲しいです。出てくるキャラクターがどんな階級だったかも添えていただけると大いに助かります。お力をお貸しください。よろしくお願いします。
- 回答数1
- 工務店の人は自宅は綺麗にしないのでしょうか？
報酬付き
人それぞれと言われれば、それまでですが。 毎日散歩していますが、工務店やリフォーム、新築という看板を掲げているお宅を何軒も見ます。 20軒は見ていると思いますが、どこのお宅も自宅はちょっと汚いって感じです。（作業場ではないですよ。作業場の横が自宅ってところが多い） 大工さんは自宅も自由に直せていいなあと思っていたのですが、逆に住めればどうでもいいって感じです。大工さんが儲からないのかどうか分かりませんが。 こちらは、何十年も新築の家が建ち続けていて、大工さんの仕事はいくらでもあるという地域です。 仕事で家を建てるので、自分の家まで仕事したくないと言っていた大工さんも見えましたが、そんなもんでしょうか？
- 回答数3
- スプリンクラーの乾式流水検知装置
報酬付き
とある消防設備士の本に、次のような問題がありました。 まず、①閉鎖型予作動式スプリンクラー設備、②開放型スプリンクラー設備、③閉鎖型乾式スプリンクラー設備、④閉鎖型湿式のスプリンク ラー設備の概略図があり、「問題、この中で乾式流水検知装置を選びなさい」というもので、解答は、③となっていました。しかし、①の閉鎖型予作動式スプリンクラー設備にも乾式流水検知装置が使われているような気がするのですが、いかがでしょうか？
- 回答数1
- 薬局から「間違った薬」を貰う。腹立つのは私だけ？？
報酬付き
薬局からの薬を飲もうとしたら、医師から指示と違う薬だった。（名称が○○250mlを、倍の○○500ml） 薬を貰う際に確認しなかった私も悪いが、薬局に「責任」があるのでは？と思いました。 薬を2人以上で確認したり、重要な業務だと思います。 いかがでしょうか？
- 回答数6
- 軌道電子の動きとケプラー第二の法則
報酬付き
「惑星と太陽を結ぶ動径は等時間に等面積を描く」ケプラー第二の法則だそうです。水素原子核の周囲を軌道電子１個が周回していて近隣の荷電粒子からの影響を無視する場合、「軌道電子と原子核を結ぶ電気双極子の動径は等時間に等面積を描く」と表現できますか。
- 回答数2
- 重力場レンズとケプラー第二の法則
報酬付き
ケプラー第二の法則によると「惑星と太陽を結ぶ動径は等時間に等面積を描く」のですね。重力場レンズで光が曲がる時も「光子と太陽を結ぶ動径は等時間に等面積を描く」のですか。
- 回答数1
- 化学基礎 中和滴定
報酬付き
食酢を正確に 10.0mL とり、メスフラスコに入れて水を加え 全量を 100mL とした。 このうすめた水溶液 20.0mL をホールピペットを用いて コニカルビーカーにとり、フェノールフタレインを加えた後 9.00×10⁻² mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。 中和点までに必要な水酸化ナトリウム水溶液の体積は 16.0mL であった。 この問題について、解答解説が画像のようになっています。 赤い四角でかこっている部分で。 分母は理解できたのですが、分子がわかりません。 食酢のモル質量と食酢のモル濃度をかけているようですが これによって何が求められているのですか？ どなたか教えていただけませんかm(__)m
- 回答数2
- 月面で原子時計が速く進む理由
報酬付き
地球上よりも月面では時間の進みが速いそうです。原子時計の振動が速くなるからだろうと思います。原子時計がより速く進む理由は、原子核の周りの軌道電子の動きがより速く、軌道電子と陽子とのクーロン引力の働きで原子核の振動もより速くなるからだろうと思います。 時空の歪み無しの説明では、月面では電子は約６分の１に軽くなるのに電荷は不変なので、クーロン力による電子の動きがより軽快になり、原子核の振動も速くなるのですか。
- 回答数2
- オシロスコープの見方について
報酬付き
オシロスコープの見方について質問です。 私は直流回路だけでなく、交流回路においてもテブナンの定理が成り立つことを実験を通して示したいと思っています。 その際に、オシロスコープを使って負荷の両端負荷や負荷に流れ込む電流を測定しようと考えたときに、電圧や電流は波形のどこを見ればいい、どこが一致すれば良いのかを教えて頂きたいです。 よろしくお願いします。
- 回答数5
- 空中に浮いている家に基礎ができた、この工法について
報酬付き
車で一瞬だけ通り過ぎる内に見るだけなので、 詳しい事は分からないのですが、 2か月前にそこを通ると、 鉄骨で組んだ骨組みが、地面から浮いていました。 想像でしかないのですが、四隅はちゃんと地面に着いていたのではないか、と考えます。 逆にそう考えないと、骨組みが宙に浮いている理由が分かりません。 クレーンか何かで吊っていたのかもしれません。 本当に一瞬しか見えない所なんで、空想しかできません。 次に、ひと月前にそこを通ると、 しっかりした基礎ができており、鉄骨はその基礎に固定されているように見えました。 そして、つい先日そこを通ると、 基礎の部分が掘り返され、ひと月前に見た基礎の部分が約倍の長さになて・・・おそらく地面に埋まる部分ができた、という事だと思います。 気になって、グーグルマップでそこのストリートビューを見たところ、 元々あった家は、硬そうな石の上に建っている、いわゆる昔の家っぽいのですが、明らかに木造建築です。 例えばリフォームにするとして、 この木造建築の屋根だけ残したのかな？ 詳しくないのでワカリマセンが、鉄骨を組んで同じ場所に建てる、また、基礎を作るのは容易ではないと思うのですが、 私が見たものは間違っていないでしょうか？ 鉄骨が浮いた状態で基礎を作って、そこに骨組みを降ろして・・・ あとから基礎の部分を足す・・・という事はどうやってやるんだろう？ と思って、想像できなくて。 信じられないような話だと思うのですが、 こういう工法について教えてください。
- 回答数2
お礼
丁寧にありがとうございました！！理解しやすかったです♪