凸レンズが平坦になると焦点距離がどのように変化するのか説明してください。

凸レンズの焦点距離は、レンズが平坦になるにつれて長くなります。これは、レンズが平坦になるにつれて曲率が小さくなり、光線の集束力が弱くなるためです。その結果、焦点はレンズから遠ざかってしまいます。

凸レンズの焦点距離は次の方程式で求められます。

「」

1/f =(1/n) (1/R₁ - 1/R₂)

「」

どこ：

- f は焦点距離です

- n はレンズ素材の屈折率です。

- R₁ はレンズの第 1 面の曲率半径です。

- R₂ はレンズの第 2 面の曲率半径です。

レンズが平坦になるにつれて、R1 と R2 は両方とも大きくなります。これにより、項 (1/R1 - 1/R2) が減少し、焦点距離 f が増加します。

次の図は、凸レンズが平坦になるにつれて焦点距離がどのように変化するかを示しています。

【凸レンズが平坦になるイメージ】

図からわかるように、レンズが平坦になるにつれて、焦点はレンズから遠ざかります。これは、光線を点に集中させるために、レンズを物体からさらに遠ざける必要があることを意味します。

焦点距離の変化は大きくなる場合があります。たとえば、平凸レンズ (1 つの平面と 1 つの曲面を持つレンズ) の焦点距離は、曲面の曲率半径の 2 倍です。ただし、ほぼ平坦なレンズ (曲率半径が大きい) では、焦点距離が曲率半径の何倍も大きくなることがあります。