中1理科「実像と虚像」違いと特徴をわかりやすく解説！

中学1年生の理科では、「実像」と「虚像」の違いや特徴を学びます。これらの概念は、レンズや鏡を使った光の反射や屈折の理解に役立ちます。本記事では、実像と虚像の基本的な違い、特徴、そしてどのようにしてそれぞれが形成されるのかを、具体的な例を交えてわかりやすく解説します。これを読めば、光学の基本をしっかり理解でき、理科の学習がスムーズになります！

• レベル★★★☆
• 重要度★★★☆
• ポイント：作図によりできる実像と虚像を考える！

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1. 実像と虚像
   1. 焦点距離の2倍の位置
   2. 焦点距離の2倍の位置より外側
   3. 焦点距離の2倍の位置よりも内側
   4. 焦点上に光源を置いた場合
   5. 光源の位置と虚像の大きさ
   6. 凸レンズと実像の練習問題

実像と虚像

凸レンズは、光の屈折という性質を利用した道具です。軸に平行な光が集まる点「焦点」の外側に光源を置いた場合、実像（じつぞう）ができ、焦点の外側に光源を置いた場合、虚像（きょぞう）ができます。

実像を利用した身近な道具として、カメラや映写機、プロジェクターなどがあります。虚像を利用した道具には、虫メガネやルーペ、顕微鏡などがありあます。

解答（1）実像　（2）イ　（3）虚像　（4）ウ

実像と虚像を説明するうえで、焦点距離の2倍の位置は非常に重要になります。凸レンズの中心から焦点までの距離を「焦点距離」といいますが、それを2倍にした位置を「焦点距離2倍の位置」といいます。

焦点距離2倍の位置に光源を置いた場合、レンズの反対側の、こちらも焦点距離の2倍の位置に、光源と同じ大きさの実像ができます。これが、凸レンズでできる実像を考える際の基準になるので、この関係をしっかりと覚えておきましょう。

光源を焦点距離の2倍の位置よりも外側に置いた場合、できる実像の場所と大きさは下の図のようになります。

光源を焦点距離の2倍の位置よりも内側に置いた場合、できる実像の場所と大きさは下の図のようになります。

焦点上に光源を置いた場合、作図をすればはっきりしますが、実像も虚像もできなくなります。これは、光源から出る光が、凸レンズを通過後、平行になってしまうからです。つまり、凸レンズ通過後に光が1つの点に集まらないことを意味しています。

焦点の内側に光源を置いた場合は、虚像がレンズ越しに観察されるようになります。見える虚像の大きさは、光源を凸レンズに近づかた場合と遠ざけた場合でことなります。

（1）この凸レンズの焦点距離は何cmか。 （2）ａの距離が15cmのとき、スクリーンに映る実像の大きさは、光源の大きさと比べてどうか。

解答（1）10cm　（2）大きい