真空中では光の速さは$c$は常に一定ですが、水やガラスのような媒質を通すと速度が遅くなります。その速度が何分の1になるかを屈折率といいます。媒質中での光の速さ$c_n$を式で表すと$$c_n=\frac{c}{n}$$と…

一般的に二枚のレンズの合成を考えることもできます。焦点距離$f_1$のレンズ$L_1$と$f_2$のレンズ $L_2$ を距離$d$だけ離した場合、二つのレンズを一つのレンズのように扱え、焦点距離$f$は $$ \fra…

解答欄 解説全反射の光ファイバーの問題です。一定の角度以下で光を入射すると、全反射により光が漏れずに遠くまで送れるというものです。そのために内部のコアの部分は$SiO_2$の混合物等の屈折率の高いものが用いられます。一方…

解答欄 解説(1)(3)はレンズの式に当てはめるだけです。ここで導いた拡張したレンズの式 $$ \vec{b} = \frac{f}{f+x_a} \vec{a} $$ を使うと、像の大きさや位置もすぐに求まります。(1…