質問: 光学実験で、凹レンズ単体で焦点距離を求める実験方法はあるのでしょうか。 学生実験で、凸レンズを利用し凹レンズの焦点距離を求めましたが、それではどうしても納得がいきません。 ご教示頂ければ幸いです。
回答: 凸レンズの焦点距離は、平行光線の光束が点に収束する時のレンズとスクリーンの距離ですね。 凹レンズの場合は、平行光線は拡散されるので、光束の大きさが2倍、面積で4倍になるところが、焦点距離ですね。 暗箱に10cm四方の穴をあけ、その後ろに凹レンズを置いて、可動式スクリーンを眺めて拡散した光が20cm四方になる距離が、焦点距離ということでしょう。 ホントは焦点はレンズと光源の間に出来るのですが、両面対称なレンズなら同じことですから。