半円形レンズは正立の虚像が見える（２０２１年国立高専）
半円形ガラスはレンズを半分にしたもの
図3のように、半円形レンズの平らな側面の中央に長方形の紙をはりつけた。紙をはりつけた 位置の反対側にいる人が、紙の面に対して垂直な方向(図5の矢印⇒の向き)から見た場合、長方形の紙はどのように見えるか。最も適当なものを次のア~オから1つ選んで、その記号を書け。（２０１７年福井）
レンズを平行に入ってきた光はレンズの外側で内側に屈折する。
作図をすると
矢印の方向から見た場合、光は、ガラスの中を点線のように進んでいるように見えるので、次のような作図ができる
よって、見える像は、
エになる。ガラスの先に見える像は虚像である
２０２１年国立高専追試から
半径3cm、高さ2cm のうすくて透明な円柱を直径で二分割したものを半円形レンズと呼ぶことにする。
【半円形レンズを使った実験】図1のように、半円形レンズの長方形の平面部Aに垂直に 太陽光が当たるようにし、長方形の平面部 A から8cm のところに A と平行にスクリーンを置 いた。すると,図2のように光が直線状に集まった。
図3のようにノートのけい線の上に「レ」という文字を書き、その上に半円形レンズの長方形の平面部 A をのせた。A から30 cm くらいの位置から半円形 レンズを通してノートを見ると、 どのように見えるか。次のアからクの中から 最も適当なものを選べ。ただし,選択肢の長方形は半円形レンズのAである。
作図してみる
「レ」の正立の虚像が見える
ア を見ることができる。
半円形レンズはレンズの一種
図4のように、友達が指を2本立てて,レンズに向けており、半円形レンズを通してこの手を見た。このとき,指はレンズの長方形の平面部Aから1m以上離れており, A から 30 cm くらいの位置から半円形レンズを通して見ると,どのように見えるか。あとのアからエの中か ら最も適当なものを選べ。ただし、選択肢の長方形は半円形レンズのAである。
作図をすると
指から出た青、黒、赤の光は焦点を通りレンズに入り、レンズから平行線になり目に届く。このことから、左右反対の像になる。
図１より、光は、レンズのように一点にならず、直線になる。これは上下で屈折しないためである。上下の光はそのまま、通過する。
半円形レンズでは光は上下反転にならない。
よって見える像は イ である。
ポイント
半円形レンズを用いたものの見え方は、福井県の問題のようなものが多い。
また台ガラスに見える像は定番問題でよく出されている、
見ている方向にずれて曲がって見える。
半円形レンズの場合、全反射も起こることがある
