物理　分散の範囲です。 全体の流れは理解できるのですが、角COHがなぜα／2になるかがわかりません。（右ページ四行目） 教えてくれたら幸いです🙇‍♂️🙇‍♂️

Solution 23-1 フレネルの複プリズム 類題 設問 (1) で示した, 頂角がαの薄いプリズムでの偏角βが入射方向に依存しないとした三角プリズムを仮想すれば,スネ されたい。 解説の参照においても,あくまで方針のみを参考にし, 考察し、 自分で レンズの光学特性の説明にも用いることができる. 例題形式で作問したので奮ルの法則の観点からレンズでの屈折光と 動かすこと. 読んでいるだけでは何も自分のものにならない. 問題: Invitation Card23-1 類題 レンズの光学特性の導出 |等しくなる. このプリズムの頂角をαと すれば,∠COH = 1/2なので,直角三角 2 形COHに注目し, α h 図のように極めて薄い凸レンズによって作られる, 点Aの像Bについて考える sin == R レンズの曲率円 R C D 2点は光軸上にあり, 凸レンズからの距離をそれぞれa, b とする.特にAからレンズが薄ければ、この仮想三角プリズ じ,光軸から高さんのレンズ上の点Cで入射し,点Dで出射してBに至る光路に 注目する. レンズは極めて薄いためCD間の高度変化は無視できるものとして い。レンズの屈折率をn,曲率半径をとし,んはa,b,およびRに比べて 分小さい. 小さい角度zについては, sinz tanzzを用いてよい . ムも薄いので頂角αは極めて小さいので, H a h AF 2 R α= 2h R 仮想プリズム 図 1 凸レンズ 2 このプリズムの振れ角 β = (n-1)αに等しいレンズの振れ角は, 光経路 CAD h A B A→C→D→Bにおいて幾何的にも定まることから,βa, b, んで表し, レ ンズ公式の表式を得る. -光軸 b 点CおよびDでの屈折を薄い三角プリズムでの屈折に対応させることにより、 レンズ公式 : 1 11 +-= a b f 図2のように, ∠CAB=0, ∠DBA = と おく。 レンズは極めて薄いとあるから, AC 水 平距離はα, BD 水平距離はもとしてしまって 良いだろう(厳密にはレンズ中心からの距離). h h このとき, tan= E C B TD h ↓ a b→ + tan = に対応する式を見出し, このレンズの焦点距離の値を導け. =1/5であり、ん 2 a h に比べ極めて小さいことから,とは微小角なので, 近似的に, 0, h ・ミ a b 方針1 レンズ上の点CおよびDでの2度の屈折が三角プリズムでの屈折と見なせるよ うに仮想三角プリズムを作図し, その頂角αを幾何条件からレンズの曲率半径R と入射高度んで表す. と書ける.図2のように, 線分ACとBDを延長した交点をEとすれば、 三角形AEBの 角Eの外角がレンズの振れ角βであるため、 h = +- a h b =(n-1) 27 2h 1 1 2(n-1) + R ゆえにこのレンズの焦点距離は,f= R であることがわかる. a b R 2(n-1) 図1のように,レンズ左球面の曲率中心をO,点Cから光軸に下ろした垂線の足を とする.CおよびDにおいて接線(厳密には球面との接面)を引き、それらの交点を頂 1 1 2(n-1) R レンズ公式に対応する式:-+ = a b R 焦点距離 f= 2(n-1) 7

(5)の問題で、aを負として扱っているのですが、どのようにこの解答では考えているのかが全然分からないです。教えて頂きたいですm(_ _)m

72 レンズ 容器の底に小さな光源を入れ,光源の真上 10cmの高さのところに, 焦点距離 8cmの薄 い凸レンズL1を水平に置く。 L1 光源の像はLの上方または下方何cm にできるか。 その像は実像か虚像か。 また, 像の大きさは光源の大きさの何倍か。 容器 Lの高さを変え、しかも実像が(1)の場合 と同じ位置にできるようにするには, L」 を 上下どちらへ何cm 動かせばよいか。 F 2cm 光源 110cm 次に, L」 を最初の位置に固定する。 容器に 透明な液体を4cmの深さまで入れたところ, 光源の実像がL1の上 72cmのところにできた。 (3)この液体の屈折率はいくらか。 次に,液体を取り除き, 焦点距離 12cm の薄い凸レンズL2をL1の 上方に光軸を合わせて置いた。 (4) L1,L2 による光源の像がL2の下方 24cmの位置で虚像となるた めには,L2 を L1 から何cm 離せばよいか。 また,その像の大きさは 光源の大きさの何倍か。 最後に, L2 のかわりに焦点距離 12cmの薄い凹レンズ L を L1の上 方30cm に光軸を合わせて置いた。 (5) L1,L3 による像はL3の上方または下方何cmにできるか。 また, その像は実像か虚像か。 (熊本大+東京電機大)

物理の計算なんですけど、この式はどのように計算したら答えが30になるんですか？教えてください🙇‍♀️

30 ↓ 4 〃 1 = 15 A. 30

イのアよりaが無限大となるにはb−f→0となればよいのでb→f。の所が分かりません。解説お願いします🙏🏻

188 カメラのレンズ 次の文のに入れるべき数式, または数値を記せ。 なお エ 1は分数で答えてよい。 図に示すカメラにおいて, Lは焦点距離 55mmの薄い凸レン ズ,Pは縦×横の大きさが, 24mm×36mmの受光面で,レンズ と受光面の距離を最小 54mm, 最大 60mmの範囲で動かすこと ができる。 L レンズを動かせる いま、このカメラで物体を撮影し、 受光面に実像ができるよ うにする。このとき,レンズから物体までの距離をα, レンズから受光面までの距離を レンズの焦点距離をf とすると, a は bとfを用いてアと表すことができる。 レンズからの距離が無限遠にある物体を写すためには,レンズを受光面からイ mm の位置になるように動かせばよい。 一方, 物体に最も近づいて撮影する場合,レンズを 物体からmmの位置まで近づけることができる。 このとき,倍率はエであ り、縦横比が受光面と同じ長方形の物体が受光面いっぱいに写った場合, 物体の縦×横 この大きさはオ である。 [21 法政大 改] 182,183

（光学機器）焦点距離 10.0cmの凸レンズをつけた写真機がある。レンズの前方260cmのところに立っている身長150cmの人を鮮明に写す。水の問いに答えよ。 （3）無限遠を写すときのレンズの位置と比べて、このときのレンズは何cm前方へ出ているか。 ただし、αが十分大きいと... 続きを読む

物理というより数学の質問なんですが、この連立の式を解く途中式を教えてください

例題 34 レンズの組み合わせと倍率 焦点距離 12cmの凸レンズPの左方 16cmのところに, 物体 AA' を置いた。 A (1) レンズPによってできる物体AA' の像BB′の位置を答えよ。 AT B 179 180 B' 発展 上図のように, レンズPと同一光軸上で, 像 BB'の右側に, 焦点距離 20cmの凸レンズ Qを置いた。 物体 AA' の大きさの 6.0倍の実像 CC'をつくる には, PQ 間の距離をいくらにすればよいか。 例題 33と同様に, レンズ の式のα, b, fを確認していく。 また,(2)のように, 複数のレン ズ(組み合わせレンズとよぶ)で あっても、各レンズのa, b, f を順に確認していくとよい。 Qによる像は,Pのつくる像を 新たな光源とみなし, その像を Qがつくると考えて,レンズの 式を適用する。 ● センサー 49 レンズの組み合わせの問題 では、1つ1つのレンズに ついて,レンズの式を適用 する。 解答 (1) レンズPの右方 [cm] の位置に像 BB' ができると する。レンズの式より, 1 1 + 1 16 b 12 ゆえに,b=48[cm] すなわち、レンズPの右方48cmの位置 (2)像BB′'がレン ズQの光源と なる。 Q B PQ間の距離を A 0 O' C [cm] とすると, B' BB' からレンズ P! |a=16〔cm〕 b=48〔cm〕 x-48 Q までの距離は x-48〔cm〕であ る。 レンズ Q の右方 c〔cm〕 の位置に像 ( aは、物体がレンズの後方 あるときは負とする。 ●センサー 50 女のレンズによる倍率 合倍率)は1つ1つのレ ズによる倍率の積となる。 CC'ができるとすると,レンズの式 ・① -48 C 10 1 A 1 1 + 総合倍率 (レンズPによる倍率)×(レンズQ による倍率) が 6.0倍であること, および像 CC' が実像であることから, 48 16 C x-48 =6.0 ② ① ②を連立させて解くと,c=30[cm] = 63[cm] CIRO A 14

屈折率の変化は位相の変化に影響するけど、屈折では変化しないってどういうことですか？🤔

1.30-0.50 0.80 1.00-0.50 0.50-1.6 なお,各式を利用して数値計算すると, "=4.9m/s, ex=0.80, en=0.50 と求めることができる。 問5 順次、 検討する。 5 の答 ⑥ ①:光の速さはどんな媒質中よりも真空中が一番大きい(連 い)。 よって、 ①は正しい。 ②: 凸レンズの焦点距離を凸レンズと物体の距離をと し、実像の位置を作図する。 物体 焦点 a-f 凸レンズ 焦点 光軸・ 実像 この図より, a-ff, すなわち α>2f のとき, 物体より実 像の方が小さい。 よって, ②は誤っている。 ③:光の位相は反射で変化する場合があるが, 屈折で変化する ことはない。 よって, ③は正しい。 ④:光は,電場と磁場が進行方向に対して垂直に振動する波な ので横波である。 横波なので、一つの方向にだけ振動する偏光を つくることができる。 よって、④は正しい。 ⑤:光の分散は, 波長によって屈折率がわずかに異なることに よって生じる現象である。 雨上がりに虹が見えるのは、空中の水 滴によって光が屈折するときに分散が起こるからである。 よっ て, ⑤は正しい。 ⑥ : 可視光線は波長が短い順に, 紫色光, 青色光, ..., 橙色光, 赤色光となっている。 よって, ⑥は正しい。 2問 円運動 6 の答② 口

マーカーの部分は何をしたらこのようになりますか？

解答 レンズから物体までの距離をα [cm] とする と, レンズから像までの距離は90-α[cm] で与えられる。 焦点距離 f=20cm である スクリーン 190-a a F' F 1.20 20 から 写像公式より 1 a 1 90-a 20 この式を変形すると 20(90-a)+20a=a(90-a) より α-90α+1800=0 1 因数分解して (a-30) (a-60)=0 よって a=30cm 60cm

光がレンズを通過する際、レンズへの進入と出ていく際とで二度屈折すると思うのですが、右下の図bではレンズを縦に二等分した線上での一度の屈折で考えているように思われます。レンズの厚みに関して問題文では特に言及されてはいないのですが、厚みを無視して考えているということでしょうか？

図のような光学装置 がある。 回折格子に は1cm 当たり400本の Level (1)~(3) ★ Point & Hint 「格子定数述の回折格子によっ て強め合いが起こるのは d sin 0= må 単色平行光 溝が切ってある。 レン ズレの焦点距離はF-100cm で, LとスクリーンSの間の距離も100 cmである。 装置の左から単色平行光線を入れると、Kで回折した先は Lを通過スクリーンS上に集光する。 同折角は小として近似し。 答は有効数字2桁で求めよ。 (1) 静止状態にある水素原子から放射される先 (H｡ 線の波長は 656 [nm] である。 これをKにあてるとき S上にできる千 この明るいの間隔は何cmか。 (2) ある星雲から放射されるH。線をKにあてて干渉縞を観測したと ころ。 S上にできた明るい縞の間隔は、(1)の間隔に比して0.011cm だけ小さくなった。 この星雲は地球に近づいているのか､それとも 遠ざかっているのか｡ また。 この星雲の速さはいくらか。 ただし、 地球は静止しているものとし、 光速は3.0×10m/s とせよ。 (3) KとSのに、 屈折率1.33の水をつめた。また、レンズLは、この 中で焦点距離が100cm であるレンズに取り替えた。 波長656mmの Ha線をKにあてるとき, S上にできる明るいの間隔は何cmか。 ((新潟大) 角の方向である。 (1) 平行光線は焦点面上に集 波長入 d Ka ? 光の干渉 10:0FA 路差 27 焦点距離 b

(2)の問題で重力はなぜ考えなくていいんですか？

数と体積を一定にして,分子の速さの2乗の平均値 v2 が9倍になった場合、圧力は ( ⑨ ) 倍になる。 〔4〕 凸レンズの焦点の外側に物体を置くと、凸レンズの後方に像ができ る。焦点距離 3.0 cmの凸レンズから光軸上の距離で 5.0cm離れた位置 に物体を置くと,凸レンズより(⑩)cm 離れた後方の位置に倍率 (⑩)倍の (12) ができる。 図1のように,自然長L ばね定数の 2 軽いばねの先端に質量mのおもりを取り 付け,他端を箱の中の点Pに接続した。 ばねはガ ードで囲われていて振動の方向が制限されている。 ガードは直線 AC に平行で,直線BD に垂直であ る。ただし, ガードがばねとおもりに与える影響は 無視できるものとする。 箱の中には観察者がいて, 観察者は,ばねの長さおよびおもりの単振動の周期を観測できる。 初め,観察者は,ばねの長さが① でおもりが静止している状態を観測 した。その後,箱が運動を開始し、観察者は、ばねが伸びておもりが静止 している状態を観測した。 [イ] 観察者が観測したばねの長さはLであった。 箱が等加速度直線運 動していると仮定して以下の各問に答えなさい。 〔1〕 箱は直線AC上, または直線BD上を移動できるものとする。箱 が向かっている方向を図中の記号 A~D で答えなさい。 〔2〕 観察者からみたおもりのつり合いの式を書きなさい。 ただし、箱の 加速度の大きさをaとする。 〔3〕 箱の加速度の大きさαを求めなさい。 〔4〕 観察者がつり合いの位置にあるおもりに撃力を与えて単振動を開始 させた。 ばねがもっとも縮んだときのばねの長さはL。 であった。 a, k, mを用いて単振動の振幅を表しなさい。 〔5〕 観察者が〔4〕の単振動の周期を観測したところ,周期は Tであっ た。 Lo, L, Tを用いてαを表しなさい。 [ロ] 次に箱が等速円運動していると仮定する。観察者が観測したばねの B P . C 図1 .D