光の集め方について

カメラ、CD、DVDなどのピックアップレンズは、レンズが使用されています。

そしてレンズは、光を屈折させて集光させたり、発散させたりする素子です。

最近は、光学機器に非球面レンズが利用されています。

非球面レンズは、表面が球面でない形状のレンズが多く使用されています。

さらにレンズの特性は、光線の屈折を決める材質の屈折率とレンズの形状によって決まります。

光の集め方について

平行な光線が入射する事で、空気中からレンズの材質に入射します。

屈折の法則（スネルの法則です）で光軸に近づくように屈折します。

ちなみに屈折の法則は、入射角の正弦と屈折角の正弦の比が

それぞれの媒質での波の速さの比になる法則です。

そして光軸は、レンズの中央を通る軸です。

光学系レンズは、レンズの中心軸に対して回転対称が多いです。

 

レンズを進んだ光線は、レンズの材質から空気に入射します。

幾何光学で取り扱う光は光線は、光軸付近にあるので集光します。

縁よりも中心が厚いレンズは、光軸に平行な光線を集光する事ができます（凸レンズです）。

光線（光の道筋を表す線です）が光軸から遠ざかるように屈折すると、

縁よりも中心が薄いレンズは、光軸に平行な光線を発散させる事ができます（凹レンズです）。

光は、焦点（レンズや反射鏡などに平行に入射して反射及び屈折した光線が集まる点です）

から広がって進みます。

光の特徴について

①光は直進する

光が同じ媒質を進んでいる場合は、直進します。

 

②異なる媒質の境目で反射や屈折が生じる

媒質を通っていた光が異なる媒質に当たると、反射や屈折が起きます。

空気中を通っていた光が、水との境界に入射します。

自分の顔が見えます（反射です）、水中に手を入れると短く見えます（屈折です）。

●入射角=反射角（空気から水です）。

●入射角>屈折角（空気から水です）。

●入射角=反射角（水から空気です）。

●入射角<屈折角（水から空気です）。   ③光線は可逆です。 道筋を光が通過した場合は、逆にも通る事が可能です。 光を逆にしても同じ経路を通ります。   ④光線は互いに独立しています 2つの光線が交わった場合は、波長を無視します（幾何光学です）。