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球面鏡は、ボウルやスプーンの形に成形されたガラス板によって作られます。光を反射させるため、輝く側が非常に重要です。光はこの輝く表面に当たり、反射します。この光の跳ね返り現象を反射と言います。凹面鏡：もし鏡が逆さのスプーンのように外側に曲がっている場合、この鏡は光を集める能力に優れています。一方、鏡が内側に膨らんでいる場合、例えば上を向いたボウルのように見える場合は、これを凸面鏡と呼びます。これは光を広げる種類の鏡です。
鏡から反射した後にすべての光線が交わる場所を焦点と呼びます。これはとても重要な概念です！もし鏡が凸面であれば、焦点は反対側にあります。焦点について理解することで、鏡の中で像がどのくらい大きくまたは小さく見えるかを知ることができます。凹面鏡を見ると、自分の像が大きく見えることがあります。一方で、凸面鏡では小さく見えることがあります。
では、次に球面レンズについて説明します。球面レンズは光に対して球面鏡が持つ役割と同じですが、光を反射させるのではなく屈折させます。この光の曲がる現象を屈折と言います。光はレンズを通る際に方向を変え、これにより像が形成されます。レンズが湾曲する一つの方法はスプーンのように開いた側が上向きになることで、これを凹レンズと呼びます。（近視の視力を矯正するレンズとしては、二重に見える凸レンズか、焦点が収束する凹レンズが通常提案されます）これにより遠くの物体をより鮮明に見ることができます。また、レンズはボールを半分に切ったような外側に丸い形をすることもあります。これを凸レンズと呼びます。もし人が老眼であれば、近くを見るために凸レンズが必要となり、それが近くの物をより鮮明に見せてくれます。
鏡も同様に焦点を持ち、レンズは光線がレンズを通るときに一点で焦点を結びます。例：レンズが凹レンズの場合、それは物体よりも小さい仮想像を形成します。一方、この目的で使用されるレンズが凸レンズの形をしている場合、それは物体よりも大きい実像を形成します。レンズはどのように機能するのでしょうか？その仕組みを知ることは、世界を異なる視点で見ることにつながります！
凹面鏡の曲率中心と焦点は、物体と同じ側にあります。これは特に望遠鏡において有用で、星や惑星を見ることができ、また車のヘッドライトでは道路に光を照射します。凸面鏡の焦点は、仮想像と同じ側にあります。これは、周囲の広い範囲を見ることができることから、車のサイドミラーや広範囲をカバーする必要のある防犯カメラにとって非常に便利です。
レンズに関しては、凹レンズはその曲率中心と焦点が、観察対象とは反対側に位置しています。これにより、近視の人々がより鮮明に見えるようになります。一方で、凸レンズは曲率中心と焦点が観察対象と同じ側にあります。この種のレンズは遠視の補助だけでなく、カメラで使用される際には写真を鮮明にするためにも用いられます。
もう一つ重要な概念は拡大です。これは、像が実際の物体に対してどれだけ大きいかまたは小さいかを説明します。物体から鏡やレンズまでの距離、像から鏡やレンズまでの距離、そして焦点距離を使用して、拡大率を求めることができます。拡大率は、鏡やレンズを通じて物体がどのように見えるかを理解するのに役立ちます。したがって、ルーペを使うと物がずっと大きく見えるのです！
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