語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| dispersion/dɪˈspɜːʃn/ | 分散 |
| diverging lens/daɪˈvɜːdʒɪŋ lenz/ | 凹レンズ |
| converging lens/kənˈvɜːdʒɪŋ lenz/ | 凸レンズ |
| principal focus/ˈprɪnsɪpl ˈfəʊkəs/ | 主焦点 |
| focal length/ˈfəʊkl leŋθ/ | 焦点距離 |
| real image/rɪəl ˈɪmɪdʒ/ | 実像 |
| virtual image/ˈvɜːtʃuːəl ˈɪmɪdʒ/ | 虚像 |
| spectrum/ˈspektrəm/ | スペクトル |
| monochromatic/ˌmɒnəʊkrəʊˈmætɪk/ | 単色 |
光の集光と分光
- 拡大鏡は小さな文字を大きくします；プリズムは白色光を虹色に分解する。
- どちらも屈折を用いている—光を carefully かつ形状のある方法で曲げる。
- レンズと分散に触れる。
収束レンズと発散レンズ
- 収束レンズは真ん中が太い。平行光線を内側へ曲げて主焦点で会わせる。
- レンズからその焦点までの距離が焦点距離 $f$ である。
- 発散レンズは真ん中が細く、光線を外側へ広げる。
収束レンズとその主焦点
探索
収束レンズによる像の形成
物体から3つの特殊光線を描く。それらが交差する点が像である。物体を焦点より近づけると、拡大鏡として機能して反転する。
実践
収束レンズは平行な光線を以下のようにする：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
収束（凸）レンズは平行光線 inward に屈折させ、主焦点で一点に合わせる。
実践
レンズから主焦点までの距離を ____ 距離と呼ぶ。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
焦点距離とは、レンズの中心から主焦点までの距離のことである。
レンズによる像
- 収束レンズは実像を作ることがある—光線が実際に会うため、スクリーン上に映せる（カメラや眼など）。
- 物体が非常に近い場合、より大きな虚像を作る。
- このように眼の近くで使うと、レンズは拡大鏡となる。
実践
目に近い位置で拡大鏡として使うと、収束レンズは次のような像を作る：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
物体を非常に近づけると、レンズは拡大され、正立した虚像を作る。これが拡大鏡である。
分散
- ガラスのプリズムは白色光を色の帯、すなわちスペクトルに分解する。この分解を分散という。
- 色は 赤、橙、黄、緑、青、藍、紫 の順です。
- 赤 は最も屈折せず、最も長い波長と 最も低い周波数を持ちます。紫 はその逆です。
- 単一の色（一つの周波数）の光は 単色光 です。
実践
波長が長い順にこれらのスペクトル色を並べよ。
難易度 3/5 · 200 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
赤が最も波長が長く、紫が最も短いので：赤、黄、緑、青、紫。
実践
可視光の中で最も波長の長い色はどれか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
赤光は最も波長が長く周波数が低く、紫は最も波長が短く周波数が高い。
理解できましたか
Key idea
- 凸レンズ は平行光線を 主焦点 に集め、レンズから焦点までの距離を 焦点距離 と呼びます。
- 実像（スクリーン上に映る）を作り、または物体が近い場合に拡大された 虚像（拡大鏡）を作ります。
- プリズムは 分散 を起こし、白色光 → 赤…紫 と分解されます。
- 赤 ＝ 最も長い波長、最も低い周波数； 紫 ＝ 最も短い波長、最も高い周波数