物理のレンズに関して苦手なので質問させてください。

物理のレンズに関して苦手なので質問させてください。
電球とスリットの位置をレンズから少し遠ざけたところ、スクリーン上の像がぼやけた。続いてスクリーンをレンズに近づけていったところ、次第に像がはっきりとしていき、ある位置で再度鮮明な像が得られた。

上記文章なんですが、全般的にどうして像がぼやけたり鮮明になったりするのか理屈がよくわかりません。
恐れ入りますが、初心者でも分かるよう説明してもらえないでしょうか。
よろしくお願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： hitokotonusi 回答日時： 2010/10/01 12:51

今ひとつ何がわからないのかつかめませんが、凸レンズが象をむすぶ性質を持っているということはいいですよね？これはＯＫとして先にいきます。

次に最初の状況が不明ですが、『電球とスリットの位置をレンズから少し遠ざけたところ』とありますが、この電球とスリットを動かす前はスクリーンに明瞭なスリットの象が結ばれていたということでいいですか？以下、これを前提にします。

凸レンズの性質について次のことを確認してください。

1. 無限に遠い場所にある物体の像は焦点の位置に出来る。
2. 物体がだんだん近づいてくると象が出来る位置はだんだん遠ざかっていく
3. 焦点距離まで近づくとレンズからは並行光線が出て行き、象を作らない(無限遠に象をむすぶともいう)

さてご質問の場合では最初にスクリーンに象をむすんだ状態であったところから、
物体(スリット)を遠ざけました。すると、2番とは逆になりますから、象が出来る位置はレンズに近い場所に移動します。したがって、スクリーンが元の位置のままでは像はぼやけます。像はよりレンズに近いところにできているわけですから、スクリーンをレンズに近づけてやれば再び鮮明な象が見えることになります。

レンズの性質についてはウィキペディアに詳しく出ています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%B3% …

この中のレンズの公式というところに

1/a + 1/b = 1/f

という式があります。この式を使えば数学的に示すことができます。
象が出来る場合にはこの式を満足する必要があるので、
最初にこの式を満足する配置にあり、そこから
電球とスリットを遠ざけるというのはaを大きくした事を意味しますから、
この式を満足するにはbがその分小さくならなければなりません。

No.1 回答者： ymmasayan 回答日時： 2010/09/30 02:28

参考ＵＲＬの２番目の図を見てください。

スリットが物体に当たります。

この図ではちょっと
判りにくいかも知れませんが、色んな道筋から来た光が一点に集まらないと像がぼけるのです。

カメラでピントを合わせるといいますが物体の距離に応じてレンズを調整し
像を鮮明にするるのです。像のところにフイルムやＣＣＤが配置されます。

ジャスピン(ピントピッタリ)とかピンボケと言うのはそこから来ています。

参考URL：http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/hikari3.html