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レンズに映る像の向きについてなのですが、1つの平面鏡に映る像は虚像で、虚像は物体の左右逆の像になる。2枚の平面鏡で2回反射させたとき、像は左右逆ではなく、元通りに見えるとありました。(参照URL  http://blog.livedoor.jp/veritedesu/archives/1928 …  )

また、虚像は左右逆の正立、実像は上下左右逆の倒立と教科書にありました。

 では、2枚のレンズを使った場合で、1枚目のレンズの像が2枚目のレンズの物体になるとき、2枚目のレンズの像はどうなるのでしょうか?

 (ケース1)

1枚目:実像  2枚目:虚像

 (ケース2)

1枚目:実像  2枚目:実像


 (ケース3)

1枚目:虚像  2枚目:虚像


 (ケース4)

1枚目:虚像  2枚目:実像


以上です。

 自分としては、
   ・ケース1は「上下左右逆の像」の「左右逆」で元の物体に対して、上下のみ逆(左右は元の物体と同じ)

   ・ケース2は「上下左右逆の像」の「上下左右逆」で元の物体に対して、元の物体と同じ

   ・ケース3は「左右逆の像」の「左右逆」で元の物体に対して、元の物体と同じ

   ・ケース4は「左右逆の像」の「上下左右逆」で元の物体に対して、上下のみ逆(左右は元の物体と同じ)

になると思うのですが、間違ってますでしょうか?

 分かる方おられましたら、教えてください。

 よろしくお願いします。

A 回答 (2件)

#1さんも書かれていますが、実像虚像を像の向きで判断するのは良くないです。


また、像の向き、という場合、どういう具合に観察しているか、で表現は変わります。

「虚像は左右逆の正立、実像は上下左右逆の倒立と教科書にありました。」は再度要確認。
ひとつのレンズの場合、実像が上下左右反転する視点から見ると、虚像は左右も反転していないと思います。

像と物体を同時に見る視点からだと、
1,4が物体と同じ
2,3が上下左右反転(180度回転)
になっているかと思います。
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まず


______________ここから
1つの平面鏡に映る像は虚像で、虚像は物体の左右逆の像になる。2枚の平面鏡で2回反射させたとき、像は左右逆ではなく、元通りに見えるとありました。(参照URL  http://blog.livedoor.jp/veritedesu/archives/1928 …  )
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ここまで
 はとんでもない、大間違いです。鏡を床において見てご覧なさい。東西南北(前後左右)は一切変わっていません。変わっているのは上下(天地)の座標だけです。
 はっきりいうと、鏡の面に垂直な座標軸が反転している。
 北の壁に貼り付けてある洗面台の鏡だって、上下(天地)、左右(東西)は入れ替わってないでしょ。・・・どうして左右が入れ替わるという説明になるのでしょう。
 入れ替わってるのは、鏡に対しての前後(南北)ですよね。北に向いて立っているあなたが南向きに立っている。

>レンズに映る像の向きについて゛なのですが、
 理系科目の問題の解き方を根本的に間違ってますよ。「鏡に一回反射すると左右が反転する」なんて[公式?もどき]で解こうとするから、鏡が天井についていたり、複数枚だったりするともう分からなくなる。

(ケース1) 1枚目:実像  2枚目:虚像
 虚像はレンズのどちら側にできるかもありますね。

 きちんと光路図を書いて判断しましょう。
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Q光学 組み合わせレンズ

物体の高さ8cm。
焦点距離8cm。
物体から焦点までが4cm。
つまり物体から一枚目のレンズまでが12cmです。
二枚の凸レンズの距離が12cm。
この二枚のレンズによって生み出される像のサイズと位置を求めよという問題なのですがレンズの間に像ができないみたいでどうやって解いたらいいのかわかりません。
解法お願いします。。

Aベストアンサー

厚さを考えない薄レンズの結像公式は、レンズの中心に原点を取り、
光の進む方向を正とする座標系をとり、aを物体の座標、bを像の座標、fを焦点距離として

-1/a + 1/b = 1/f

が成り立ちます。a,bは物体、または像がレンズから見て光の進行方向にあれば正、その逆なら負に取ります。また、焦点距離fは凸レンズなら正、凹レンズなら負の値とします。

高校物理では細かく場合わけをしているとおもいますが、このような約束ごとにしておくと、レンズの結像公式はこれ一つですみます。

これに従うと、焦点距離8cmの凸レンズなのでf1=+8cm、おそらく物体はレンズから光源側に12cmなのでa1=-12cmとして、

-1/(-12cm) + 1/b1 = 1/(+8cm)より b1=24cm

これが2枚目のレンズの物体となりますが、凸レンズ間の距離が12cmなので、2枚目のレンズからは光の進行方向に12cm。つまり、a2=+12cm。2枚目も同じレンズとしてf2=+8cmなので

-1/(+12cm) + 1/b2 = 1/(+8cm)より b2=24/5=4.8cm

倍率は1枚目がb1/a1=24cm/(-12cm)=-2。つまり2倍の倒立像。
2枚目はb2/a2=(24/5 cm)/(+12cm)=2/5 =0.4で0.4倍の正立像。
組み合わせた結果は、(-2)×(2/5)=-4/5=-0.8で0.8倍の倒立像です。

厚さを考えない薄レンズの結像公式は、レンズの中心に原点を取り、
光の進む方向を正とする座標系をとり、aを物体の座標、bを像の座標、fを焦点距離として

-1/a + 1/b = 1/f

が成り立ちます。a,bは物体、または像がレンズから見て光の進行方向にあれば正、その逆なら負に取ります。また、焦点距離fは凸レンズなら正、凹レンズなら負の値とします。

高校物理では細かく場合わけをしているとおもいますが、このような約束ごとにしておくと、レンズの結像公式はこれ一つですみます。

これに従うと、焦点...続きを読む


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