学習の悩み・選び方

中1理科で凸レンズがわからない｜作図と実像・虚像の直し方

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中1理科の「光」に入ると、凸レンズの作図だけ手が止まる子が出てきます。凸レンズでつまずく原因の多くは、光の線の引き方を3本とも正しく覚えていないことです。 残りは、物体の位置と像の関係の表を丸暗記しているケースと、実像と虚像の区別があいまいなケースです。どこで止まっているかを3つの質問で見分ければ、家庭で直す順番が決まります。虫眼鏡が1つあれば、実像を目で確かめることもできます。

凸レンズでつまずく原因は3つ

凸レンズの問題で手が止まる原因は、次の3つのどれかに当てはまることがほとんどです。

  1. 作図に使う3本の光の線があいまい
  2. 物体の位置と像の関係を表の丸暗記で済ませている
  3. 実像と虚像の違いを言葉で説明できない

1つ目は、作図問題で線が1本しか引けない子や、焦点を通す位置を取り違える子に多いタイプです。2つ目は、表を覚えたはずなのに、問題の聞き方が変わると答えが出なくなるタイプを指します。3つ目は「スクリーンに映るのはどっち？」と聞かれて迷う状態です。

作図が苦手でも理科が苦手とは限らない

凸レンズの作図は、定規で決まった線を引く作業です。計算の力はほとんど使いません。作図で白紙になる子は、理科全体が苦手なのではなく、線を引くルールを1本ずつ確かめていないだけのことがよくあります。

中1理科で習う凸レンズの中身

文部科学省の中学校学習指導要領（理科）は、凸レンズの実験を求めています。実験で見いだす内容は「物体の位置と像の位置及び像の大きさの関係」です。取扱いには「実像と虚像を扱うこと」と書かれています。

教科書では「光・音・力」の単元の中にあります。啓林館の年間指導計画の例（2020年版）では、この単元は10月から1月に配当されています。学校によって時期は違うので、2学期後半の定期テストの範囲に入るかどうかは学校の予定で確かめてください。

先に押さえる3つの言葉

最初に、作図で使う言葉の意味を押さえます。

言葉意味
光軸（こうじく）レンズの中心を垂直に通る、横一直線の線
焦点（しょうてん）光軸に平行な光が、レンズを通ったあとに集まる点。レンズの両側に1つずつある
焦点距離レンズの中心から焦点までの長さ

焦点はレンズの左右に1つずつあります。 作図で線を引き間違える子は、焦点が片側にしかないと思い込んでいることがあります。

原因を見分ける3つの質問

どこで止まっているかは、子どもに3つ聞けば切り分けられます。親が理科を覚えている必要はありません。教科書の作図のページを開いて聞いてください。

質問1「作図に使う光の線を3本、指でなぞって説明して」

3本とも説明できなければ、原因は1つ目です。「平行に進んだ光は、レンズのあと反対側の焦点を通る」までは言えても、残りの2本で止まる子がよくいます。

質問2「ろうそくをレンズに近づけていくと、スクリーンの像はどうなる？」

「レンズから遠ざかって、大きくなる」と答えられなければ、原因は2つ目です。表の数字を覚えていても、動きとして説明できない状態です。

質問3「スクリーンに映るのは、実像と虚像のどっち？」

実像と答え、その理由を「光が本当に集まるから」と言えなければ、原因は3つ目です。

3つとも答えられるのにテストで間違える場合は、定規を使わずに線を引いている可能性があります。作図は1ミリのずれで交わる位置が変わります。答案の線がフリーハンドになっていないかを見てください。

家庭での直し方3ステップ

原因が分かったら、1から順に埋めます。表の暗記から手をつけても、3本の線が引けなければ作図問題で同じように止まります。

ステップ1 光の線を1本ずつ引く

作図に使う光の線は、次の3本です。

光の線レンズに入る前レンズを通ったあと
1本目光軸に平行に進む反対側の焦点を通る
2本目レンズの中心に向かうそのまままっすぐ進む
3本目手前側の焦点を通る光軸に平行に進む

1本目と3本目は、行きと帰りを入れかえた関係です。 1本目は「平行→焦点」、3本目は「焦点→平行」です。2本を並べて見せると、覚える量が半分になります。

練習では、1日に3本全部を引かせるより、1本ずつ「今日は1本目だけ」と区切るほうが合う子もいます。線はレンズの中心の縦線で1回だけ折り曲げます。教科書の図と同じ描き方です。

物体の先端から出た線が2本交われば、そこが像の先端です。 3本目は確かめ用として使えます。2本で交点が決まることが分かると、作図の手順が短くなります。

ステップ2 物体を動かして像の変化を見る

物体の位置と像の関係は、表を覚える前に「動き」でつかみます。まず表の中身を確認します。

物体の位置像の種類像の大きさ像ができる位置
焦点距離の2倍より遠い実像物体より小さい反対側の焦点と2倍の間
焦点距離のちょうど2倍実像物体と同じ反対側の焦点距離の2倍
焦点と2倍の間実像物体より大きい反対側の2倍より遠く
焦点の上像はできない――
焦点より内側虚像物体より大きい物体と同じ側

表の5行をまとめて覚えるより、1文で流れをつかむほうが崩れにくくなります。**「物体がレンズに近づくと、実像はレンズから遠ざかって大きくなる」**という1文です。その上で、節目の2か所を押さえます。

  • 焦点距離の2倍：物体と同じ大きさの実像ができる
  • 焦点：像ができない。ここより内側は虚像

テストでよく出るのは、焦点距離を求める問題です。物体とスクリーンの像が同じ大きさなら、物体はレンズから焦点距離の2倍の位置にあります。 たとえば物体からレンズまでが20cmなら、焦点距離は10cmです。

表があいまいな子には、ステップ1の作図で確かめさせます。物体の位置を変えて3回作図すると、像が大きくなっていく様子を自分の線で見られます。

ステップ3 虫眼鏡で実像を目で見る

実像と虚像の区別は、実物で1回見るとつかみやすくなります。虫眼鏡のレンズは凸レンズなので、家にあるもので試せます。

  • 明るい日に、窓から離れた部屋の奥で白い紙を持つ
  • 虫眼鏡を窓と紙の間に入れ、紙との距離を少しずつ変える
  • 窓の外の景色が、紙に上下逆さまに映る位置を探す

紙に映った景色が実像です。 光が本当に紙の上に集まっているので、スクリーンに映せます。窓の外の景色は焦点距離よりずっと遠くにあるので、小さく逆さまの実像になります。

次に、虫眼鏡を教科書の文字に近づけてのぞきます。文字は大きく、向きは元のまま見えます。こちらが虚像で、紙には映せません。 物体が焦点より内側にあると虚像になる、という表の最後の行がここで目に見える形になります。

実像は「上下左右が逆」、虚像は「向きは同じ」です。2つを続けて見ると、向きの違いも一緒に覚えられます。

虫眼鏡を太陽に向けたり、虫眼鏡で太陽を見たりしないでください。光が集まった点は熱くなり、やけどや火事の原因になります。目を傷めるおそれもあります。紙に映すときは、窓の外の景色を使ってください。

親がやりがちな3つの失敗

失敗1 表の暗記テストだけで済ませる

「2倍より遠いと？」「小さい実像」と一問一答で確かめると、答えられるので安心しがちです。ただしテストでは、作図させたうえで像の大きさを聞く問題も出ます。表の確認と同じ回数だけ、作図も手を動かして練習させてください。

失敗2 フリーハンドの作図を見逃す

線が少し曲がっていても、考え方が合っていれば丸にしたくなります。ただ作図問題では、交点の位置がずれると像の大きさの判断も狂います。定規を使って線を引くことだけは、家庭でも毎回確かめてください。

失敗3 屈折の単元と混ぜて説明する

凸レンズの前に、光が水やガラスで折れ曲がる「屈折」を習います。屈折では入射角と屈折角の関係を扱うので、親が一緒に説明すると話が長くなります。凸レンズの作図は「3本の線のルール」だけで解ける問題が中心です。作図が安定してから、なぜ光が曲がるのかに戻るほうが混乱は少なくなります。

家庭以外で見てもらう選択肢

凸レンズの作図は、線を引いている途中を見てもらうと原因が早く分かります。答案だけでは、線のルールを覚えていないのか、定規を使わずにずれたのかが区別しにくいためです。

中1理科 ｜ 凸レンズの作図

作図のつまずきを見てもらう3つの手段

どれが向くかは家庭の状況と止まっている場所で変わります

つまずきの特定聞きたいときに聞けるか費用
親が家で見る 教科書と定規を手元に △ 3つの質問で大まかには分かる ○ その場で聞ける ○ かからない
学校の先生に質問する 授業の前後や放課後 ○ 授業の進度と出題範囲を把握している × 授業時間外の限られた時間だけ ○ かからない
オンライン個別指導 1対1 ○ 作図の手元を画面越しに見てもらえる △ 予約した授業の時間に限られる △ 月謝がかかる
  • ※費用や指導の形はサービスごとに異なります。申し込み前に公式サイトで確認してください

まなびとこども

まず頼りたいのは学校の先生です。費用がかからず、定期テストの出題範囲を最もよく知っている相手だからです。質問に行く時間が取れない場合や、理科以外の教科でも点が下がっている場合に、家庭の外の指導が候補になります。

理科を含めてオンライン個別指導を使う場合

中学生向けのオンライン個別指導の1つに苦手克服塾があります。公式サイトによると、週2回のマンツーマン指導をオンラインで行っています。対応教科は数学・英語・国語・社会・理科の5教科です。毎回の授業後に内容を保護者へ報告する仕組みも案内されています。

料金は月額29,800円（税込32,780円）からです。入塾金・システム利用料・季節講習は0円と記載されています。2週間の無料体験があり、苦手の分析と原因の発見から始める流れです（最終確認日：2026-09-30）。

週2回の指導なので、凸レンズの1単元だけ見てほしい家庭には、回数も費用も多めです。理科と数学の両方で点が落ちている場合に、検討する価値が出てきます。画面越しの指導が合うかどうかは子どもによって差があるため、無料体験で確かめてから決めてください。合わなければ見送って構いません。

同じ中1理科の計算でも止まっている場合は、中1理科で密度がわからない｜計算と単位でつまずく理由で原因の見分け方を確認できます。

よくある質問

表を覚えれば点は取れますか

一問一答の形なら取れます。ただし定期テストでは、作図をしたうえで像の位置や大きさを答える問題も出ます。3本の線を定規で引けるようにしておくと、表の記憶があいまいになったときも作図で確かめられます。

レンズの上半分を紙でかくすと像はどうなりますか

像は欠けずに全体が映り、暗くなります。物体の1点から出た光は、レンズのあらゆる部分を通って像の1点に集まるためです。かくしていない下半分を通った光だけでも、像全体ができます。集まる光の量が減る分だけ、像が暗くなります。テストで出やすい問題なので、作図の3本の線と一緒に確認してください。

虫眼鏡がない場合はどうすればいいですか

作図だけでも理解は進みます。ステップ2で物体の位置を変えて3回作図すれば、像の大きさの変化は線で確かめられます。教科書には実験の写真が載っていることが多いので、写真と自分の作図を見比べる方法もあります。

親が理科を覚えていなくても教えられますか

教える必要はありません。3つの質問で止まっている場所を見分け、定規を使っているかを見る役で十分です。子どもに作図を説明してもらうと、本人がどの線で迷っているかが親にも見えてきます。

まとめ

中1理科の凸レンズでつまずく原因は、理科のセンスではありません。3本の光の線・物体の位置と像の関係・実像と虚像の区別のどれかが抜けているだけです。

  • まず3つの質問で、どこで止まっているかを切り分ける
  • 光の線は1本ずつ、定規で引く練習から始める
  • 表は「近づくと、遠ざかって大きくなる」の流れでつかむ
  • 虫眼鏡で実像と虚像を1回ずつ見て、向きの違いを確かめる

まずは「作図に使う光の線を3本、指でなぞって説明して」と、今夜1回だけ聞いてみてください。学習の進み方には個人差があり、取り組んだ結果がすぐに点数へ表れない場合もあります。

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参考にした情報

※本記事は情報提供を目的としたもので、学習の成果を保証するものではありません（効果には個人差があります）。料金・無料体験の条件は変更される場合があるため、お申し込み前に必ず各サービスの公式サイトでご確認ください。