レンズに対する絞りについて

質問

今レポートで、4mmからの領域のふく射（光）をレンズに入射させレンズと反対側の2mmの板に入射させろという　問題をやっています。
物体の大きさ4mm、像の大きさ2mmで、倍率が2倍となるので、焦点距離が分かっているのでa、b（a:レンズから物体、b:レンズから像）は求まります。
　これで終わりかと思いきや、2mm以外の他の領域からのふく射（光）の入射を防ぐため絞りをつけないといけないらしいです。私の考えでは全ての位置関係が決まっているので、自動的に2mmの領域の光しか板に像写されないと思うのですが、絞りは必要でしょうか？
　とても分かりにくくてすみませんが、説明が分かった方アドバイスください！

回答No.2

tshot · ベストアンサー

質問者さんがどのレベルの回答が欲しいのか
わからないので、回答をためらっておりました。
ｇａｍｍａさんがおっしゃられるように、設問の
前提がわかりませんが、一般的な回答を
します。

高校物理レベルですと、質問者さんの言う
ことで間違ってはいないと思います。
但し、実際の場面で対象物より周囲の方が明るい
場合などでは、焦点面からの反射光やレンズ
の枠、鏡筒の内面からの散乱光などがノイズ
になります。（黒体輻射の測定などがこれに
当たります）

さて、絞りですが。このような場合絞りは焦点面
に像の大きさ２ｍｍの絞りをおきます。
そして絞りの後ろに凸レンズをおき焦点像を
平行光線にします。検出器を使う場合は
平行光線のままつかいます。像を見たい場合
はさらに凸レンズで再結像します。
こうすることで、光学的なノイズを減らすことが
できます。
注意することは、絞りの後ろの凸レンズの
焦点比（＝焦点距離/レンズの直径）は対象物
に一番近いレンズより小さい必要があります。
光をロスします。

蛇足ですが、
>物体の大きさ4mm、像の大きさ2mmで、

この場合は倍率１/２ですね

補足

アドバイスとご指摘ありがとうございます。周囲が明るい＝光がたくさんある＝ノイズが出やすい。ということですね？１つ分からないところがあったのですが、焦点面からの反射とは一体どういう事ですか？　　
　要は測定距離の4mm以外の領域は何もノイズを考えなければ像には移りこまないが、実際は、散乱光などの光の干渉によって、輻射の軌道が変わり、像に映り得るということで考えればよいのでしょうか？

回答No.3

tshot

Ｎｏ２です、
>焦点面からの反射とは一体どういう事ですか？　

言葉が足りなくてすみません、焦点面の像が
対物レンズの後面や鏡筒内部に反射してみえる
ということです。

補足

ありがとうございます。
　ところで前回確認したかったことは　
　要は測定距離の4mm以外の領域は何もノイズを考えなければ像には移りこまないが、実際は、散乱光などの光の干渉によって、輻射の軌道が変わり、像に映り得るということで考えればよいのでしょうか？

回答No.1

gamma

4mmの輻射面の周りや奥が真っ黒で輻射が無いか、周辺からの輻射の波長域が検出器感度外にある場合には、ご質問の通りです。
実際にはそのようなことは少ないので、その影響を考えろと言うことではないでしょうか。
多分問題の前書きを省いておられるのでしょう。
方法は。いくつか考えられますが・・・。

補足

確かに測定点より奥の4mm高さの領域からは検出器に光は入ってきます。しかし測定点の４mmの輻射面より上方の領域はどういう角度でレンズに入っても2mmの像（検出器）には入ってこないと思うのですが。