眼鏡作成技能士2級の試験における問題で、「+3.00の球面レンズの前方50cmに物体がある。レンズによって出来る象の位置は前方か後方か？」という問題について、解答方法を解説します。レンズの法則や基本的な物理の知識を基に、どのように計算を行うのかについて詳しく説明します。
1. レンズの法則と焦点距離
まず、レンズの法則を理解することが大切です。レンズの法則は、「1/f = 1/v – 1/u」という式で表されます。ここで、fは焦点距離、vは像の位置、uは物体の位置です。プラスの球面レンズでは、焦点距離fが正の値を取ります。
この問題では、レンズの度数が+3.00D（ディオプトリ）となっています。度数（D）は焦点距離fの逆数にあたるため、焦点距離fは1/3メートル、すなわち約33.33cmです。
2. 物体の位置と像の位置の関係
次に、物体の位置uが50cmと与えられています。物体がレンズの前方にあり、50cmの位置に置かれている場合、レンズの法則を使って像の位置vを求めます。
レンズの法則に代入すると、次のような式になります：
1/f = 1/v – 1/u
ここで、fは33.33cm、uは-50cm（物体はレンズの前方にあるため、uは負の値）です。
3. レンズの法則を使った計算
式に代入して計算すると：
1/33.33 = 1/v – 1/(-50)
これを解くと、像の位置vは約-100cmとなります。この結果は、像がレンズの前方に位置することを示しています。
したがって、物体がレンズの前方50cmにあるときに出来る像は、レンズの前方100cmの位置に形成されることがわかります。
4. 結論
この問題の解答として、レンズによってできる像は「前方100cm」に位置することになります。従って、この問題の答えは「前方」に物体の像が出来るということです。
物理の知識とレンズの法則を適用することで、こうした問題は確実に解けるようになります。試験勉強の際には、レンズの法則や度数、焦点距離の関係をしっかり理解しておくことが大切です。
まとめ
眼鏡作成技能士2級の試験では、レンズに関する基本的な知識が必要です。レンズの法則を使って物体の位置や像の位置を求める問題が多いため、基本的な計算方法をしっかりマスターしておくことが重要です。今回の問題のように、物体の位置が与えられた場合、レンズの法則を正しく使って答えを導き出すことが求められます。
