センター物理 レンズ

目とカメラのしくみはよく似ており、カメラのレンズ、フィルムがそれぞれ目の水晶体、網膜に相当する、近視は図に示すように水晶体の焦点距離が短く、倒立の実像が網膜の手前に生じている状態である

問 近視を補正するためにメガネを用いる、光軸に平行な光線が入射する場合に、補正のようすを正しく説明しているのはどの図か最も適当なものを次の(1)～(4)のうちから一つ選べ、ただし、水晶体とメガネのレンズの光軸は一致しているものとする
正解の(4)は二本の光線が平行に来て凹レンズを通った後若干2本の光線が外側に広がるようにして目に入り目に入った後網膜上で合わさっています

解説 問題の図では像の位置が網膜より手前にずれている、これは水晶体の焦点距離が短く、入射した、光が光軸に向かって大きく屈折するためである。

そこでメガネのレンズにより水晶体に入る前の光を少し外側に広げてから水晶体に入れること、網膜に光を集めて像を結ばせ事ができる、光を外側に屈折させるのは凹レンズであり、凹レンズの光の進み方を正しく表しているのは(4)である。

となっていたのですがこの目の図はどれが焦点でどう光が進んで駄目なのか分からないです
凹レンズは広げますが何故広げる必要があるのか分からないです

No.2 ベストアンサー 回答者： gohtraw 回答日時： 2015/01/10 21:13

＞水晶体の屈折率が高すぎて網膜の内側で結像しているって事ですよね

そう、そうなのよ。つまり、光を光軸側に曲げるはたらきが強すぎる。

光跡追跡を厳密にやるのは難しいと思う。上記の、「光を光軸側に曲げる
はたらき」を（定性的だが）数値として考えると、
凸レンズ：光を光軸側に曲げる（集める）のだから、正の値をとる
凹レンズ：光を光軸と反対側に曲げる（広げる）のだから、負の値をとる

そして、レンズの組み合わせの場合、各レンズの値を足せばいい。
従って、凸レンズと凹レンズを組み合わせた場合、凸レンズ単独よりも
小さい値をとる。つまり、光軸側に光を曲げるはたらきは弱くなる。
定性的にはこのように理解しておくのがいいだろう。

その値はいくつですかなどと言わないように。あくまで定性的な話
で、凸レンズ単独と凹凸組み合わせの場合の比較をしているだけ
なのだから。

この回答への補足

>凸レンズ：光を光軸側に曲げる（集める）のだから、正の値をとる
>凹レンズ：光を光軸と反対側に曲げる（広げる）のだから、負の値をとる
正の値や負の値と言うのは何の事ですか？

凹レンズで外側に光を飛ばしても屈折角が変わらないと上手く網膜上で結像できないんじゃないですか？水晶体の厚さは変化させなくてもいいんですか？

後水晶体の厚みが変わるのは網膜の筋肉が関係しているのですか？

補足日時：2015/01/10 22:04

この回答へのお礼

御返答有難うございます

お礼日時：2015/01/10 22:05

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/01/10 20:06

>この目の図はどれが焦点でどう光が進んで

>駄目なのか分からないです

図に焦点は示されていません。
だめなのはもちろん、像が網膜上にないこと。

>凹レンズは広げますが何故広げる
>必要があるのか分からないです

幾何光学を一から勉強しましょう。
で、凹レンズで像が移動することを
作図で理解できるようになりましょう。

この回答への補足

つまりめがねを使って目にやって来た光を網膜上でちょうど二本の光が合わさるようにすればいいんですよね？それはどうするかって事ですよね、水晶体を薄くするか凹レンズで入ってくる光を外側に向けるって事ですよね？水晶体の屈折率が高すぎて網膜の内側で結像しているって事ですよね？

補足日時：2015/01/10 20:17

この回答へのお礼

御返答有難うございます

お礼日時：2015/01/10 20:17