以下の問いに答えよ。 ( 40点) 3 図1のように, 凸レンズLの光軸上に物体AA' がある。 点 FとF'はレンズLの焦点であり、 fは焦点距離である。 点0はレ ンズLの中心であり, 点PはA'Pが光軸に平行となるレンズL 中の点である。 物体 AA'の位置は、レンズLの前方 (左側) であ り, 焦点Fの外側である。 図1は,点A' から出た光の一部が進む経路を破線で示してい る。 レンズLを通過した光は, レンズの後方 (右側)で集まり, 実 像 BB' を形成している。 物体 AA' とレンズLの距離をα, 実像 BB' とレンズLの距離をbとする。 なお, レンズの厚さは無視で きるものとする。 A' すきこご AF 0 物体 凸レンズL 図 1 光軸 B 実像 問1. ( ① ) から (⑤)に適する記号または数式を α, b, f の中から必要なものを用いて答えよ。 AA' ( ① となる。 また、△OPF'は BB' (2) △BB'F'に相似であるため, {③}である。以上より a,b, fの間にはレンズの式(⑤)が 図1より △AA'O は △BB'Oに相似であるため, OP BB' 成立することがわかる。 'f=16cm, a=20cm の場合を考える。このとき, レンズLの後方(右側) に形成される実像の位置にス クリーンを設置し,これを固定した。 物体 AA' を動かさずに,レンズLを光軸に沿って後方(右側)へ移動 させると,ある位置でスクリーン上に再び鮮明な像が現れた。 問2. スクリーン上に再び鮮明な像が現れたときの物体AA' とレンズLの距離を求めよ。 また,このとき のスクリーン上での像の倍率を求めよ。