レンズの問題の式的構造

高校物理の波動の範囲でレンズについて学びます。

レンズの問題で用いる式は次の2つです。

写像公式

 

 

倍率の式

 

 

 

aは光源の位置、bは像の位置、fは焦点距離、mは倍率です。a、b、fには正負があります。各自確認しておいてください。

それで、例えば、倍率の出てこない問題だったら、使う式は写像公式のみです。写像公式に出てくる未知数はa、b、fの3つです。式1つに未知数3つですから、あと2つ条件が与えられていないと解けません。逆から考えると、答えが導けるためには、問題文中に必ず2つ条件が与えられているということです。ですから、条件2つを探しながら問題を読み、見つかったら、もうあとは解くだけという状況なわけです。

倍率の出てくる問題だったら、式2つに未知数4つですから、これも、問題文中に未知数が2つ与えられているはず、と考えます。

このように式的構造が見えていると、迷いなく解答を進めることができます。

レンズの問題に限らず、「未知数3つで、いま、立っている式は2つだから、あともう1つ条件を見つければいいのだな」、というふうに考えると、スムーズな解答ができます。

今回述べたことは、拙著『高校物理発想法』で詳しく解説しています。

 

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