幾何光学などで、物体と像との関係を調べたり、できた像の大きさなどを求めたりしますが、本講座では実際に凸レンズや凹レンズを用いて光学ベンチ上に組み上げ、その動向が計算結果と合致するかを確認しながら行っていきます。レンズには収差が発生することは避けられませんが、球面収差や軸上の色収差を実験でその量を計測して、同時に収差量を計算した結果と比較して理解を深めます。また、ルーペ、プロジェクター、レンズメータ、望遠鏡、顕微鏡、ズームレンズなどの光学系を光学ベンチ上に実際に作り各レンズの役割を実験でデータを取りながら確認していきます。
本講座では参加される方々に実際にレンズに触れ、光学系を組み上げて像を作って頂きます。そして、その時の像の状態やレンズ間隔などを計測してデータ表に記入していただきます。同時に理論上の計算などを行い実験結果のデータと比較して、その違いなどを考察していきます。更に、レンズで像を作るためには、光軸が合致している事が必要不可欠であることなどを、実験を通じて理解を深めていただければと期待しております。

講義内容：

一日目
10：00-12：00
１．ピンホールカメラの実験
実験１：ピンホールカメラ像の解析
２．レンズの焦点距離の計測実験
実験２：スクリーンを移動させて、未知のレンズの焦点距離を求める実験
実験３：被測定レンズを移動させて、未知のレンズの焦点距離を求める実験

13：00-15：10
３．レンズによる結像実験
実験４：「ガウスの結像式」についての実験
実験５：「ニュートンの結像式」についての実験
４．レンズの収差測定の実験
実験６：軸上の色収差の計算
軸上の色収差の計測実験

15:25-17:15
実験７：球面収差の計算
球面収差の計測実験
５．ルーペの実験
実験８：ルーペの倍率実験

17:25 実験装置の後片付け

二日目
9：00-12：00
６．スライドプロジェクターの実験
実験９ ：レンズなしで像を投影する。
実験１０：投影レンズの役割を確認する。
実験１１：コンデンサーレンズの役割を確認する。
７．レンズメータの実験
実験１２：レンズメータによる焦点距離の計測実験
８．望遠鏡光学系の実験
実験１３：ケプラー式望遠鏡光学系の作製
実験１４：ガリレオ式望遠鏡光学系の作製
９．顕微鏡光学系の実験
実験１５：顕微鏡の照明系の作製

13：00-15：00
実験１６：対物レンズによる中間像の作製。
実験１７：顕微鏡光学系を作り観察する。
１０．組み合わせレンズの実験
実験１８：２枚の凸レンズの組み合わせ実験
実験１９：３枚のズームレンズ（像倍率可変）の光学系実験

15：10 実験装置の後片付け
※ 関数付電卓と定規をご持参ください。