空き箱と焦点距離 100mm の凸レンズを用いて、図1のようなカメラを作った。スクリーンは半透明の紙で、映った像をカメラの後ろ側から観察することができる。図2の配置で、スクリーン上に物体Aの像がはっきり映るように、レンズとスクリーンとの距離 x を調整した。
（問1）スクリーン上の像を表す図として最も適当なものを、次の①～④のうちから一つ選べ。
（問2）レンズと物体Aとの距離は 600mm であった。レンズとスクリーンの間の距離 x はいくらか。
（問3）レンズの下半分を黒い紙で覆った。このとき、スクリーン上の像はどのように変化したか。最も適当なものを、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
① 像の下半分が見えなくなった。
② 像の上半分が見えなくなった。
③ 像全体が暗くなった。
④ 像全体が明るくなった。
⑤ 像が小さくなった。
⑥ が大きくなった。
#センター08本試
（問1）
『レンズによる像』において凸レンズでは上下反転した像ができると説明しましたが、左右方向についても（1）、（2）、（3）にのっとって考えれば、左右が反転します。①～④の選択肢の中で、上下も、左右も反転しているのは ④ です。
（問2）
レンズの公式に代入して求めます。
\(\large{\frac{1}{a}}\) + \(\large{\frac{1}{b}}\) = \(\large{\frac{1}{f}}\)
この式は『物体を焦点より遠くに置いたとき』の②式のことでもあります。
本問では a = 600 、b = x 、f = 100 だから、
\(\large{\frac{1}{600}}\) + \(\large{\frac{1}{x}}\) = \(\large{\frac{1}{100}}\) 両辺に 600x を掛けて
∴ x + 600 = 6x
∴ 5x = 600
∴ x = 120 [mm]
（問3）
「① 像の下半分が見えなくなった。」を選んでしまった人が多いと思いますが、これは間違いです。
『レンズによる像』で説明しましたが、ろうそくAの中のある一点から出た光はレンズ全体に広がって、そして、ろうそくBのある一点に結集します。
ろうそくAのある一点から出た光はレンズのある一点を通ってろうそくBのある一点に到達する、と勘違いしている人が多いと思いますが、違います。正しくは、一点 → 全体 → 一点 、です。それが各点についていえるのでAからBに向かう光線というのは無数に入り組んでいます。
ですので、レンズの下半分を覆っても像はちゃんと全部映ります。しかし光量が減るので像は暗くなります。
答えは ③ 像全体が暗くなった。です。
たとえレンズの 3/4 を覆ってしまっても、相当暗く映ることになりますが、像は全部映ります。このへんのことは『レンズを通る光_補足』で詳しく解説しましたのでお読みください。
また、像が小さくなったり大きくなったりする場合というのは、レンズの曲率つまり焦点距離が変わった場合や、レンズと物体Aとの距離が変わった場合です。