凸レンズに光をあてたとき

写真のように、両端の厚さがうすく、真ん中の厚さが一番厚いレンズのことを凸レンズといいます。ここでは、この凸レンズに光をあててみます。

凸レンズに光を当てると、もちろん光は屈折をしますが、屈折した光の性質がとても興味深いです。


光線Ａ、Ｂ、Ｃはどれも平行な光線です。ところが凸レンズのいろんなところに光線をあててみると、屈折する角度があてる場所によって違うのです。そしてさらには、この屈折した光線は、レンズから出てきたあとに１つの点に集まります。この集まる点のことを焦点と言います。

ちなみに図ではなくきちんと光をあてている写真が次になります。右から光をあてて、左側に焦点ができていますね。


凸レンズから焦点までの距離のことを焦点距離と言い、凸レンズの厚さが厚いほど、焦点の位置は凸レンズに近く、焦点距離は短くなります。

「光線Ａと光線Ｃは屈折しているのに、光線Ｂはなんで屈折していないの？」と思われるかもしれませんね。実は光が凸レンズの中心を通るときには、光は屈折をせずにまっすぐ進みます。例えば次の図のような感じです。中心でないところを通る光は屈折するのに対し、中心を通る光は（レンズに対してどんな角度で入射しても）屈折しません。