凸レンズの像を物体の位置と結び付ける
七つの架空の実験や光の道筋で、凸レンズの物体・像の位置と大きさを確かめる14問と、理由を書く六つの課題です。
学年・内容の目安 中学校第1学年「理科」の凸レンズを読む補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(1)ア(ア)㋑「凸レンズの働き」に関連する、物体の位置と像の位置・大きさの関係を読む補助教材です。
解説を読む
同じ凸レンズでも、物体の位置を変えると、像を受けられる位置や像の大きさが変わります。焦点までの距離を基準に、スクリーンに映る実像と、レンズをのぞくと見える虚像を分けて考えましょう。
必要な予備知識
凸レンズ、光軸、焦点と焦点距離を学んだ後に使います。薄い凸レンズのモデルで、光の道筋と位置の関係を比べます。
- 物体からレンズまでの距離を、焦点距離とその二倍に照らす。
- 物体が焦点より外側なら、反対側に上下が逆の実像を受けられる。
- 物体が焦点と焦点距離の二倍の間なら、実像は物体より大きく、像の位置は反対側の二倍の位置より遠い。
- 物体が焦点より内側なら、のぞくと正立で大きく見える。反対側のスクリーンにはその像を受けられない。
解き方の例
焦点距離をfとすると、物体を2fに置いた場合、反対側の2fに同じ大きさで上下が逆の実像を受けられます。
よくある間違い
- スクリーンに映らないことと、レンズを通して像が見えないことを同じにする。
- 物体を近づければ、実像ができる位置もいつもレンズに近づくと考える。
- スクリーンの位置や器具の高さを確かめず、像が見えない原因を一つに決める。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では焦点距離との位置関係と像の特徴を照らします。記述では物体・レンズ・スクリーンの位置、像の向きや大きさ、または光の道筋を結び、結果を講師と確かめます。
同じ薄い凸レンズを空気中で使う場合の定性的な関係を扱います。レンズの公式、実際の器具の個体差や光源の安全な扱いはこの練習の範囲外です。
読む文章・資料
焦点距離の二倍より遠く
焦点距離10 cmの凸レンズです。光る矢印をレンズの左へ30 cm離して置きます。右側では、10 cmと20 cmの間で矢印の形をスクリーンにはっきり受けられました。
焦点距離の二倍に置く
同じ焦点距離10 cmのレンズに対し、光る物体は左へ20 cm離れて置かれています。スクリーンを動かすと、レンズの右20 cmで像がはっきりしました。
焦点と二倍の位置の間
焦点距離10 cmの凸レンズで、物体を左15 cmに置きます。右側のスクリーンを遠ざけていくと、右20 cmより先で物体より大きな像を受けられました。
物体を焦点の位置に置く
薄い凸レンズのモデルで、物体の先を焦点のある面に置きます。同じ物体の一点から出てレンズを通った光は、レンズを出た後に互いに平行になるとします。
焦点よりレンズに近い位置
焦点距離10 cmの凸レンズに対して、物体を左6 cmに置きます。右からレンズをのぞくと、物体は上下が同じ向きのまま大きく見えます。右側でスクリーンを動かしても、その像は受けられません。
物体だけを近づけて比較
焦点距離10 cmの同じ凸レンズを使います。一回目は物体を左30 cmに置き、二回目は左15 cmに置きます。どちらも焦点より外側です。
像がぼやけたとき
物体は焦点距離10 cmの凸レンズの左18 cmに置きました。右側のスクリーンにぼんやり光が見えます。スクリーンはまだ一か所でしか試しておらず、物体とレンズの中心の高さも確かめていません。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：焦点距離の二倍より遠く
物体は焦点距離の二倍の位置と比べて、どこにありますか。
- レンズと焦点の間。
- 二倍の位置よりレンズから遠い。
- 焦点と二倍の位置の間。
答えと解説
二倍の位置よりレンズから遠い。
焦点距離の二倍は20 cmで、物体は30 cmの位置にあります。
資料：焦点距離の二倍より遠く
スクリーンで受けた像の向きと大きさはどれですか。
- 上下は物体と同じ向きで、大きい。
- 上下は物体と同じ向きで、小さい。
- 上下は物体と逆向きで、小さい。
答えと解説
上下は物体と逆向きで、小さい。
二倍の位置より物体が遠いと、反対側に小さく上下が逆の実像を受けられます。
資料：焦点距離の二倍に置く
物体と像のレンズからの距離を比べるとどうなりますか。
- どちらも20 cmで、レンズの反対側どうしにある。
- 物体は左側の20 cmにあり、像はスクリーンの向きを変えると物体と同じ側の20 cmで受けられる。
- 物体は20 cm、像は10 cmにある。
答えと解説
どちらも20 cmで、レンズの反対側どうしにある。
物体とスクリーンがそれぞれレンズの別の側に20 cm離れています。
資料：焦点距離の二倍に置く
受けた像の大きさと向きはどれですか。
- 物体より大きく、上下は同じ。
- 物体と同じ大きさで、上下は逆。
- 物体より小さく、上下は同じ。
答えと解説
物体と同じ大きさで、上下は逆。
物体が2fにある場合は等大で上下が逆の実像になります。
資料：焦点と二倍の位置の間
物体の左15 cmという位置を、焦点距離で表すのはどれですか。
- 焦点距離の二倍より遠い。
- 焦点よりレンズに近い。
- 焦点と焦点距離の二倍の間。
答えと解説
焦点と焦点距離の二倍の間。
10 cmより大きく、20 cmより小さい距離です。
資料：焦点と二倍の位置の間
スクリーンで受けた像の説明はどれですか。
- 物体より大きく上下が逆で、レンズの反対側に受けられる。
- 物体より大きく上下が同じで、物体と同じ側に受けられる。
- 上下が逆の像を反対側に受けられるが、像は物体より小さく、スクリーンの位置は焦点距離と同じ10 cmでよい。
答えと解説
物体より大きく上下が逆で、レンズの反対側に受けられる。
焦点より外の物体なので実像ができ、資料では拡大されています。
資料：物体を焦点の位置に置く
レンズを出て平行になった同じ一点からの光は、右側の有限な距離にあるスクリーン上でどうなりますか。
- 焦点距離の右側に集めて一点を受ける。
- 互いに交わらないので、スクリーンに一点を受けられない。
- レンズのすぐ右で交わるので、スクリーンを密着させる。
答えと解説
互いに交わらないので、スクリーンに一点を受けられない。
同じ一点から来た光がレンズを出た後に平行なので、このモデルでは一点に集まりません。
資料：物体を焦点の位置に置く
スクリーンをさらに右へ遠ざけたときに言えるのはどれですか。
- スクリーンをさらに右へ遠ざけて焦点距離の二倍の位置に置けば、平行だった同じ一点の光がそこで交わる。
- スクリーンを遠ざけたので、物体が焦点の外へ動く。
- 出た光が平行のままなら、移動先でも同じ一点の像は受けられない。
答えと解説
出た光が平行のままなら、移動先でも同じ一点の像は受けられない。
スクリーンを動かしても、出ていく光の道筋の関係は同じです。
資料：焦点よりレンズに近い位置
レンズをのぞいたときの像の説明として適切なのはどれですか。
- 上下が同じで大きく見え、スクリーンには受けられない虚像。
- 物体より小さく上下が逆の実像で、右側のスクリーンを遠ざけていくと輪郭がはっきりする。
- 上下が逆で同じ大きさに見え、右6 cmにできる実像。
答えと解説
上下が同じで大きく見え、スクリーンには受けられない虚像。
物体が焦点の内側にある場合の観察に合っています。
資料：焦点よりレンズに近い位置
この例でのぞいて像が見えることから、何が言えますか。
- 右6 cmのスクリーンで、のぞいたときと同じ像を受けられる。
- のぞいて見えることと、スクリーンに受けられることは区別する。
- スクリーンに受けられないので、物体は焦点より遠い。
答えと解説
のぞいて見えることと、スクリーンに受けられることは区別する。
虚像はのぞいて見えても、反対側で実像として受けることはできません。
資料：物体だけを近づけて比較
二回目にスクリーンを動かして実像を受けるには、どの向きへ動かしますか。
- 一回目よりレンズへ近づける。
- 物体と同じ側に移す。
- 一回目よりレンズから遠ざける。
答えと解説
一回目よりレンズから遠ざける。
同じレンズで焦点の外から物体を焦点に近づけると、実像の位置はレンズから遠くなります。
資料：物体だけを近づけて比較
一回目と二回目の実像の大きさはどう変わりますか。
- 一回目は物体より小さく、二回目は物体より大きい。
- どちらも物体と同じ大きさ。
- 30 cmのときに物体より大きく、15 cmのときに物体より小さい。
答えと解説
一回目は物体より小さく、二回目は物体より大きい。
30 cmは二倍の外、15 cmは焦点と二倍の間です。
資料：像がぼやけたとき
はっきりした像を探すために、先にできることはどれですか。
- 物体の位置を動かさず、レンズが壊れたと記録して終える。
- 中心の高さをそろえ、右側でスクリーンの位置を動かして探す。
- 見えないので、焦点距離は18 cmより長いと書き換える。
答えと解説
中心の高さをそろえ、右側でスクリーンの位置を動かして探す。
まず配置と高さを確認して、像を受けられる位置を探します。
資料：像がぼやけたとき
今の記録だけから、根拠を保つ結論はどれですか。
- ぼやけたので、この位置の物体から実像はできない。
- 物体の高さがぼやけの原因だと確認できた。
- この一か所ではぼやけた。原因や最適な位置はさらに確かめる。
答えと解説
この一か所ではぼやけた。原因や最適な位置はさらに確かめる。
測った一か所の結果と、条件を調べて分かる原因や位置を分けます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：焦点距離の二倍より遠く
焦点距離と物体の位置を比べ、受けられる像の向きと大きさを説明しましょう。
答えと解説
焦点距離の二倍は20 cmです。物体の30 cmはそれより遠いので、右の10 cmから20 cmの間で、上下が逆の小さい実像を受けられます。
左右の位置を図で示してもよいです。
- 物体の位置30 cmは焦点距離の二倍20 cmより遠いと示す。
- 反対側で小さく上下が逆の実像を受けられると説明する。
資料：焦点距離の二倍に置く
レンズから物体までの距離と、レンズからスクリーンまでの距離が同じ場合の像を、焦点距離の何倍かも使って説明しましょう。
答えと解説
左右の20 cmはどちらも焦点距離10 cmの二倍です。物体と同じ大きさで上下が逆の実像が右のスクリーンに映ります。
レンズを中心とした位置の関係を示します。
- 左右の20 cmがどちらも焦点距離10 cmの二倍だと示す。
- 右のスクリーンに映る像は等大で上下が逆の実像だと示す。
資料：焦点と二倍の位置の間
物体が焦点と二倍の間にあるとき、像の位置と大きさを説明しましょう。
答えと解説
物体の15 cmは10 cmと20 cmの間です。像はレンズの反対側の20 cmより遠い所で、物体より大きく上下が逆に見えます。
焦点距離と比較して説明します。
- 物体の15 cmは焦点の10 cmと二倍の20 cmの間だと示す。
- 反対側の20 cmより遠くに、物体より大きな倒立の実像ができると示す。
資料：物体を焦点の位置に置く
物体を焦点の位置に置いたモデルで、スクリーンに像を受けにくい理由を説明しましょう。
答えと解説
物体の一点から出てレンズを通った光は互いに平行になります。スクリーンをレンズから有限な距離の位置へ移動しても、そこに一点として集まらないためです。
別の点からの光まで全て同じ向きとはしません。
- 物体の一点から来た光はレンズを通ると平行に進むと示す。
- レンズから有限な距離にあるスクリーン上では光が一点に集まらず、実像を受けられないと説明する。
資料：焦点よりレンズに近い位置
レンズをのぞくと見える像の特徴と、スクリーンに受ける場合の違いを説明しましょう。
答えと解説
物体は焦点より内側です。レンズをのぞくと上下が同じ向きで大きく見えますが、反対側のスクリーンには受けられない虚像です。
のぞいて見えることをスクリーンの記録と混同しません。
- 物体が焦点より内側にあり、のぞくと上下が同じ向きで大きく見えると示す。
- 見える像は虚像で、反対側のスクリーンには映せないと示す。
資料：物体だけを近づけて比較
同じレンズで物体を30 cmから15 cmへ移したとき、実像の位置と大きさがどう変わるか述べましょう。
答えと解説
物体はどちらも焦点の外にあります。30 cmから15 cmにすると、実像はレンズからより遠くなり、物体より小さい像から大きい像に変わります。
物体が焦点の内側に入る場合とは条件が違います。
- 30 cmと15 cmはともに焦点の外にあると示す。
- 物体を15 cmへ近づけると、像はより遠くなり、より大きくなると説明する。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 凸レンズの像を物体の位置と結び付ける
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/connect-a-convex-lens-image-to-object-position/
選択では焦点距離との位置関係と像の特徴を照らします。記述では物体・レンズ・スクリーンの位置、像の向きや大きさ、または光の道筋を結び、結果を講師と確かめます。
読む文章・資料
焦点距離の二倍より遠く
焦点距離10 cmの凸レンズです。光る矢印をレンズの左へ30 cm離して置きます。右側では、10 cmと20 cmの間で矢印の形をスクリーンにはっきり受けられました。
焦点距離の二倍に置く
同じ焦点距離10 cmのレンズに対し、光る物体は左へ20 cm離れて置かれています。スクリーンを動かすと、レンズの右20 cmで像がはっきりしました。
焦点と二倍の位置の間
焦点距離10 cmの凸レンズで、物体を左15 cmに置きます。右側のスクリーンを遠ざけていくと、右20 cmより先で物体より大きな像を受けられました。
物体を焦点の位置に置く
薄い凸レンズのモデルで、物体の先を焦点のある面に置きます。同じ物体の一点から出てレンズを通った光は、レンズを出た後に互いに平行になるとします。
焦点よりレンズに近い位置
焦点距離10 cmの凸レンズに対して、物体を左6 cmに置きます。右からレンズをのぞくと、物体は上下が同じ向きのまま大きく見えます。右側でスクリーンを動かしても、その像は受けられません。
物体だけを近づけて比較
焦点距離10 cmの同じ凸レンズを使います。一回目は物体を左30 cmに置き、二回目は左15 cmに置きます。どちらも焦点より外側です。
像がぼやけたとき
物体は焦点距離10 cmの凸レンズの左18 cmに置きました。右側のスクリーンにぼんやり光が見えます。スクリーンはまだ一か所でしか試しておらず、物体とレンズの中心の高さも確かめていません。
資料：焦点距離の二倍より遠く
物体は焦点距離の二倍の位置と比べて、どこにありますか。
- レンズと焦点の間。
- 二倍の位置よりレンズから遠い。
- 焦点と二倍の位置の間。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点距離の二倍より遠く
スクリーンで受けた像の向きと大きさはどれですか。
- 上下は物体と同じ向きで、大きい。
- 上下は物体と同じ向きで、小さい。
- 上下は物体と逆向きで、小さい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点距離の二倍に置く
物体と像のレンズからの距離を比べるとどうなりますか。
- どちらも20 cmで、レンズの反対側どうしにある。
- 物体は左側の20 cmにあり、像はスクリーンの向きを変えると物体と同じ側の20 cmで受けられる。
- 物体は20 cm、像は10 cmにある。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点距離の二倍に置く
受けた像の大きさと向きはどれですか。
- 物体より大きく、上下は同じ。
- 物体と同じ大きさで、上下は逆。
- 物体より小さく、上下は同じ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点と二倍の位置の間
物体の左15 cmという位置を、焦点距離で表すのはどれですか。
- 焦点距離の二倍より遠い。
- 焦点よりレンズに近い。
- 焦点と焦点距離の二倍の間。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点と二倍の位置の間
スクリーンで受けた像の説明はどれですか。
- 物体より大きく上下が逆で、レンズの反対側に受けられる。
- 物体より大きく上下が同じで、物体と同じ側に受けられる。
- 上下が逆の像を反対側に受けられるが、像は物体より小さく、スクリーンの位置は焦点距離と同じ10 cmでよい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：物体を焦点の位置に置く
レンズを出て平行になった同じ一点からの光は、右側の有限な距離にあるスクリーン上でどうなりますか。
- 焦点距離の右側に集めて一点を受ける。
- 互いに交わらないので、スクリーンに一点を受けられない。
- レンズのすぐ右で交わるので、スクリーンを密着させる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：物体を焦点の位置に置く
スクリーンをさらに右へ遠ざけたときに言えるのはどれですか。
- スクリーンをさらに右へ遠ざけて焦点距離の二倍の位置に置けば、平行だった同じ一点の光がそこで交わる。
- スクリーンを遠ざけたので、物体が焦点の外へ動く。
- 出た光が平行のままなら、移動先でも同じ一点の像は受けられない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点よりレンズに近い位置
レンズをのぞいたときの像の説明として適切なのはどれですか。
- 上下が同じで大きく見え、スクリーンには受けられない虚像。
- 物体より小さく上下が逆の実像で、右側のスクリーンを遠ざけていくと輪郭がはっきりする。
- 上下が逆で同じ大きさに見え、右6 cmにできる実像。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：焦点よりレンズに近い位置
この例でのぞいて像が見えることから、何が言えますか。
- 右6 cmのスクリーンで、のぞいたときと同じ像を受けられる。
- のぞいて見えることと、スクリーンに受けられることは区別する。
- スクリーンに受けられないので、物体は焦点より遠い。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：物体だけを近づけて比較
二回目にスクリーンを動かして実像を受けるには、どの向きへ動かしますか。
- 一回目よりレンズへ近づける。
- 物体と同じ側に移す。
- 一回目よりレンズから遠ざける。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：物体だけを近づけて比較
一回目と二回目の実像の大きさはどう変わりますか。
- 一回目は物体より小さく、二回目は物体より大きい。
- どちらも物体と同じ大きさ。
- 30 cmのときに物体より大きく、15 cmのときに物体より小さい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：像がぼやけたとき
はっきりした像を探すために、先にできることはどれですか。
- 物体の位置を動かさず、レンズが壊れたと記録して終える。
- 中心の高さをそろえ、右側でスクリーンの位置を動かして探す。
- 見えないので、焦点距離は18 cmより長いと書き換える。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：像がぼやけたとき
今の記録だけから、根拠を保つ結論はどれですか。
- ぼやけたので、この位置の物体から実像はできない。
- 物体の高さがぼやけの原因だと確認できた。
- この一か所ではぼやけた。原因や最適な位置はさらに確かめる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：焦点距離の二倍より遠く
焦点距離と物体の位置を比べ、受けられる像の向きと大きさを説明しましょう。
資料：焦点距離の二倍に置く
レンズから物体までの距離と、レンズからスクリーンまでの距離が同じ場合の像を、焦点距離の何倍かも使って説明しましょう。
資料：焦点と二倍の位置の間
物体が焦点と二倍の間にあるとき、像の位置と大きさを説明しましょう。
資料：物体を焦点の位置に置く
物体を焦点の位置に置いたモデルで、スクリーンに像を受けにくい理由を説明しましょう。
資料：焦点よりレンズに近い位置
レンズをのぞくと見える像の特徴と、スクリーンに受ける場合の違いを説明しましょう。
資料：物体だけを近づけて比較
同じレンズで物体を30 cmから15 cmへ移したとき、実像の位置と大きさがどう変わるか述べましょう。
解答: 凸レンズの像を物体の位置と結び付ける
二倍の位置よりレンズから遠い。
焦点距離の二倍は20 cmで、物体は30 cmの位置にあります。
上下は物体と逆向きで、小さい。
二倍の位置より物体が遠いと、反対側に小さく上下が逆の実像を受けられます。
どちらも20 cmで、レンズの反対側どうしにある。
物体とスクリーンがそれぞれレンズの別の側に20 cm離れています。
物体と同じ大きさで、上下は逆。
物体が2fにある場合は等大で上下が逆の実像になります。
焦点と焦点距離の二倍の間。
10 cmより大きく、20 cmより小さい距離です。
物体より大きく上下が逆で、レンズの反対側に受けられる。
焦点より外の物体なので実像ができ、資料では拡大されています。
互いに交わらないので、スクリーンに一点を受けられない。
同じ一点から来た光がレンズを出た後に平行なので、このモデルでは一点に集まりません。
出た光が平行のままなら、移動先でも同じ一点の像は受けられない。
スクリーンを動かしても、出ていく光の道筋の関係は同じです。
上下が同じで大きく見え、スクリーンには受けられない虚像。
物体が焦点の内側にある場合の観察に合っています。
のぞいて見えることと、スクリーンに受けられることは区別する。
虚像はのぞいて見えても、反対側で実像として受けることはできません。
一回目よりレンズから遠ざける。
同じレンズで焦点の外から物体を焦点に近づけると、実像の位置はレンズから遠くなります。
一回目は物体より小さく、二回目は物体より大きい。
30 cmは二倍の外、15 cmは焦点と二倍の間です。
中心の高さをそろえ、右側でスクリーンの位置を動かして探す。
まず配置と高さを確認して、像を受けられる位置を探します。
この一か所ではぼやけた。原因や最適な位置はさらに確かめる。
測った一か所の結果と、条件を調べて分かる原因や位置を分けます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：焦点距離の二倍より遠く
焦点距離と物体の位置を比べ、受けられる像の向きと大きさを説明しましょう。
焦点距離の二倍は20 cmです。物体の30 cmはそれより遠いので、右の10 cmから20 cmの間で、上下が逆の小さい実像を受けられます。
左右の位置を図で示してもよいです。
- 物体の位置30 cmは焦点距離の二倍20 cmより遠いと示す。
- 反対側で小さく上下が逆の実像を受けられると説明する。
資料：焦点距離の二倍に置く
レンズから物体までの距離と、レンズからスクリーンまでの距離が同じ場合の像を、焦点距離の何倍かも使って説明しましょう。
左右の20 cmはどちらも焦点距離10 cmの二倍です。物体と同じ大きさで上下が逆の実像が右のスクリーンに映ります。
レンズを中心とした位置の関係を示します。
- 左右の20 cmがどちらも焦点距離10 cmの二倍だと示す。
- 右のスクリーンに映る像は等大で上下が逆の実像だと示す。
資料：焦点と二倍の位置の間
物体が焦点と二倍の間にあるとき、像の位置と大きさを説明しましょう。
物体の15 cmは10 cmと20 cmの間です。像はレンズの反対側の20 cmより遠い所で、物体より大きく上下が逆に見えます。
焦点距離と比較して説明します。
- 物体の15 cmは焦点の10 cmと二倍の20 cmの間だと示す。
- 反対側の20 cmより遠くに、物体より大きな倒立の実像ができると示す。
資料：物体を焦点の位置に置く
物体を焦点の位置に置いたモデルで、スクリーンに像を受けにくい理由を説明しましょう。
物体の一点から出てレンズを通った光は互いに平行になります。スクリーンをレンズから有限な距離の位置へ移動しても、そこに一点として集まらないためです。
別の点からの光まで全て同じ向きとはしません。
- 物体の一点から来た光はレンズを通ると平行に進むと示す。
- レンズから有限な距離にあるスクリーン上では光が一点に集まらず、実像を受けられないと説明する。
資料：焦点よりレンズに近い位置
レンズをのぞくと見える像の特徴と、スクリーンに受ける場合の違いを説明しましょう。
物体は焦点より内側です。レンズをのぞくと上下が同じ向きで大きく見えますが、反対側のスクリーンには受けられない虚像です。
のぞいて見えることをスクリーンの記録と混同しません。
- 物体が焦点より内側にあり、のぞくと上下が同じ向きで大きく見えると示す。
- 見える像は虚像で、反対側のスクリーンには映せないと示す。
資料：物体だけを近づけて比較
同じレンズで物体を30 cmから15 cmへ移したとき、実像の位置と大きさがどう変わるか述べましょう。
物体はどちらも焦点の外にあります。30 cmから15 cmにすると、実像はレンズからより遠くなり、物体より小さい像から大きい像に変わります。
物体が焦点の内側に入る場合とは条件が違います。
- 30 cmと15 cmはともに焦点の外にあると示す。
- 物体を15 cmへ近づけると、像はより遠くなり、より大きくなると説明する。