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2011年12月 2日 (金)

眼鏡でわかる凸レンズと凹レンズの仕組み

■凸レンズと凹レンズの働き

 虫めがねに使われている凸レンズは中央部が厚くて、周辺部が薄い形をしています。また、凸レンズとは逆に、中央部が薄くて、周辺部が厚いレンズを凹レンズといいます。まず、凸レンズと凹レンズの働きを確認しておきましょう。

 凸レンズを通して近くのものを見ると、拡大して見ることができます。遠くのものを見ると、倒立して見えます。また、凸レンズは光を集める働きがあります。凸レンズで太陽光を集めると、黒い紙などを燃やすことができます。光を集める道具であると同時に、熱を集める道具と言ってもよいでしょう。凹レンズにも光を屈折させる働きがありますが、凹レンズを通してものを見ると、近くのものも、遠くののものも小さく見えます。これは凹レンズの光を広げる働きによるものです。凹レンズには光を集める働きはありません。

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近視と近視用メガネ

 近視は遠くのものがよく見えません。近視の眼は光を屈折させる力が強すぎるため、次の図の左側のように遠くからやってくる光の像を網膜の手前で結んでしまいます。そのため、遠くのものがぼやけて見えます。像を網膜上にうまく結ぶようにするためには、眼の屈折力を弱める必要があります。そこで、近視の矯正には凹レンズを使います。図の右側のように、眼に入る光を凹レンズで広げてやることによって、うまく網膜上に像を作ることができるようにします。これが近視のメガネのしくみです。

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■老視と老視用メガネ(老眼と老眼鏡)

 ヒトは40歳を過ぎた頃から、近くのものが見えづらくなります。これを老視(老眼)といいます。近くのものが見えずらくなるのは、老化によって水晶体を厚くすることができなくなるからです。次の図の左側のように、老視の眼は光を屈折する力が弱すぎるため、近くからやってくる光の像を網膜の後ろで結んでしまいます。そのため、近くのものがぼやけて見えます。像を網膜上にうまく結ぶようにするためには、眼の屈折力を強める必要があります。そこで、老視の矯正には凸レンズを使います。図の右側のように、眼に入る光を凸レンズで集めてやることによって、うまく網膜上に像を作ることができるようにします。これが老眼鏡のしくみです。

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■老眼鏡と近視の眼鏡でレンズの働きを調べてみよう

 老眼鏡が凸レンズ、近視のメガネが凹レンズに本当になっているかどうか確かめてみましょう。次の図のように、メガネに太陽や電灯などの光をあてて、眼鏡の影を作るとわかります。

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