作図と公式の両方が求められる「レンズ」。2026年の東大物理でも第3問で出題され，改めて注目される単元です。実像・虚像・虚光源と用語が増えていくため，1つずつ順番に固めることが大切です。
このページは，当サイトのレンズシリーズを学習順に整理したまとめページです。5記事＋要点整理で，レンズと球面鏡を体系的にマスターできます。
レンズマスターへの5ステップ
Step1 凸レンズをつかむ
光を集める凸レンズから。作図に使う3本の光線と，実像・虚像のでき方をここで固めます。
Step2 凹レンズを理解する
光を広げる凹レンズ。凸レンズとの違いを意識しながら，虚像のでき方を確認します。
Step3 写像公式を使いこなす
レンズの主役 $\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}=\dfrac{1}{f}$ の登場です。符号のルールまで含めて正確にマスターします。
Step4 虚光源を攻略する
合わせレンズで登場する「虚光源」。ここが理解できれば，レンズが2枚になっても怖くありません。
Step5 球面鏡で仕上げる
凹面鏡・凸面鏡もレンズと同じ枠組みで扱えます。レンズ分野の総仕上げです。
レンズの要点まとめ
写像公式と符号のルール
物体とレンズの距離 $a$，像とレンズの距離 $b$，焦点距離 $f$ について $\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}=\dfrac{1}{f}$ が成り立ちます。倍率は $\left|\dfrac{b}{a}\right|$ です。
| 量 | 正 | 負 |
|---|---|---|
| $f$ | 凸レンズ | 凹レンズ |
| $b$ | 実像（レンズの後方） | 虚像（レンズの前方） |
| $a$ | 実光源（レンズの前方） | 虚光源（レンズの後方） |
作図に使う光線
- 光軸に平行な光 → 通過後，焦点を通る
- レンズの中心を通る光 → そのまま直進する
- （前方の焦点を通る光 → 通過後，光軸に平行に進む）
よくあるつまずきポイント
Q1. 実像と虚像はどう見分ける？
A. 実際に光が集まってできるのが実像（スクリーンに映る），レンズ越しに見えるだけなのが虚像です。写像公式では $b$ の符号がそのまま判定になります（$b>0$ で実像）。
Q2. 虚光源って何ですか…？
A. 「レンズがなければ光が集まるはずだった点」のことです。合わせレンズで前のレンズが作る像が，後ろのレンズにとっての光源になる際，それがレンズの後方にあるとき虚光源（$a<0$）として扱います。
Q3. 合わせレンズの解き方は？
A. 「前のレンズが作る像＝次のレンズの光源」として，レンズ1枚ずつ順番に写像公式を適用します。2枚を同時に考えようとしないのがコツです。
さらに演習を積みたい人へ
レンズは，東大をはじめとする難関大入試の頻出テーマです。基本をマスターしたら，過去問ベースの問題集で仕上げの演習を積みましょう。
