凸レンズと凹レンズの問題

質問

焦点距離fの凹レンズと2fの凸レンズを配置して、
凸レンズの方から入射する平行光線が、凹レンズを通った後も、
平行光線のままになるためにはどのようになるか図で示せ

という問題で、
「焦点からfの位置に凹レンズ、そこから更にfの位置に凸レンズ」
という答えになっているんですが、

凸レンズから2f離れた位置に凹レンズを置かない限り、
凹レンズの中心を通らないから、
全部平行光線になると思っていたんですが、
何故「焦点からfの位置に凹レンズ、そこから更にfの位置に凸レンズ」
という配置じゃないとダメなんでしょうか？

回答No.1

BookerL · ベストアンサー

答の
「焦点からfの位置に凹レンズ、そこから更にfの位置に凸レンズ」
の、最初の「焦点」は、どのレンズの焦点なのでしょうか。ちょっとよくわからない答です。
　レンズは凹レンズ凸レンズがそれぞれ１枚ではないのでしょうか？

　以下、凹凸各１枚の場合の回答です。

　凹レンズは、後ろの焦点に向かう光が、レンズ通過後に光軸に平行になりますから、凸レンズによる光が凹レンズの後ろの焦点に集まるようになればいいわけです。
　凸レンズに平行に入射した光線は凸レンズの後ろの焦点に集まりますので、凸レンズの後ろの焦点と凹レンズの後ろの焦点が一致すればいいことになります。

　凸レンズの後ろ 2f が後ろの焦点なので、ここに凹レンズの後ろの焦点が来るようにすると、凹レンズの焦点距離は f なので、凸レンズから凹レンズまでの距離は f になります。

　ということで、凸レンズの後ろ ｆ のところに凹レンズを置けば、凸レンズに入射する平行光線が、凹レンズ通過後、平行光線になります。

　レンズが凹凸各１枚ではないのなら、この回答は無視してください。

お礼

＞後ろの焦点に向かう光が、レンズ通過後に光軸に平行になりますから
この部分を忘れていました。
ありがとうございました。