収束レンズ
(f > 0) 物体が 2F より遠い場合：F と 2F の間に実像、倒立、縮小
レンズ屈折計算機
レンズを通した像形成を光線図で計算します
光線図
スクロールで拡大縮小 • ドラッグで移動 • ズーム：100%
光線図には物体、レンズ、像が表示されます。距離を変えて像のでき方を調べてみましょう。
結果
値を入力して、計算をクリックすると結果が表示されます。
理論と公式
レンズ屈折は、収束レンズまたは発散レンズを通過する際に光線がどのように曲がるかを記述します。
レンズの種類：
- 収束レンズ（凸レンズ）：中央が厚く、焦点距離が正、平行光線を収束させる
- 発散レンズ（凹レンズ）：中央が薄く、焦点距離が負、平行光線を発散させる
符号規約：実距離を正とします
- 距離はレンズの光学的中心から測定する
- 実像：v > 0（物体と反対側）
- 虚像：v < 0（物体と同じ側）
- 倒立像：m < 0
- 正立像：m > 0
レンズの度：P = 1/f（メートル単位）、ジオプトリ（D）で表される
\(\frac{1}{f} = \frac{1}{v} + \frac{1}{u}, \quad m = -\frac{v}{u} = \frac{h'}{h}\)
解説付き例題
収束レンズ
物体が F と 2F の間にある場合：2F より遠くに実像、倒立、拡大
発散レンズ
(f < 0) 常に同じ側に虚像、正立、縮小の像を形成する
外部の教育リソース
PhET でレンズと鏡を探検
PhET の Geometric Optics シミュレーションを開いて、レンズや鏡を動かし、物体を移動させ、像の形成をリアルタイムで観察しよう。
PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder