レンズの中心で光が屈折しないのはなぜか。

質問

凸レンズの中心を通った光は屈折せずまっすぐ突き抜ける、と中学高校の理科の教科書には書いています。

ですが、レンズに対して光が斜めに入射しているのに、なぜ屈折しないのかがわかりません。
曲がりはしないにせよ、多少のずれはあるような気がします。

回答No.2

noname#159916 · ベストアンサー

＞曲がりはしないにせよ、多少のずれはあるような気がします。

簡単に言えば、
凸レンズ、凹レンズの原理を説明するような図では簡略化して
「レンズの厚みはないもの」としているからです。

例えば Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA

の図1-1 の水色で示される光線は直線で書かれています。
緑や赤の光線も簡略化して「レンズの厚みの中央で１回だけ屈折」
するような図になっています。

現実にはレンズには厚みがあり、光線がレンズに入る時と出る時の２回屈折します。

＞レンズに対して光が斜めに入射しているのに、なぜ屈折しないのか

板ガラスに光が斜めに入ると、ガラスに入る時と出る時の屈折量が
ちょうど正反対の同じ角度なので、平行に出て行きます。
レンズの中央部は両面が平行なので、同様の事が言えます。
直線に描かれているのも、やはり簡略化しているからです。

細かく言えば、板ガラスに厚みがある分、一直線ではありません。
質問者さんの言われるとおりです。
更に細かく言えば、
先の図1-1の水色光線で入り口がレンズ中央としても出口は中央からずれた位置となり、
ガラス面が平行でないので更にややこしい話になってしまいます。
他の緑や赤の光線も同様に入り口と出口の位置がずれます。

レンズの厚みによるこれらの現象は、レンズの原理説明には重要ではないし
むしろ邪魔なので省略されます。

板ガラスやレンズの厚みによる影響が無視できない場合は
もちろん考慮に入れる事になります。

回答No.1

nerimaok

レンズの説明の図はレンズの正面からの光りに対して書かれているだけで、違う方向から来た光は当然中心部を通っても曲がりますよ。
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/ishijima/para-01.html

その曲がりが違う方向からの光りでも正しく像を結ぶように作るのが大変な訳です。
「歪み」とか「収差」として現れてきます。