113年:低視力學

下列有關望遠鏡(telescope)的敘述,何者錯誤?

A伽利略望遠鏡(Galilean telescope )是最常使用於低視力的望遠鏡,其影像是正立的
B克普勒望遠鏡(Keplerian telescope )使用兩個凸透鏡組合成一倒立的影像,再用稜鏡轉成正向以便使用
C克普勒望遠鏡(Keplerian telescope )比起伽利略望遠鏡(Galilean telescope )更能提供較大的視野範圍
D望遠鏡上面的刻記為8×20, 7.5。其可能代表的涵意為放大倍率八倍,目鏡直徑20 mm,以及視野7.5度

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題(問「何者錯誤」),考查低視力用望遠鏡(telescope)的光學特性,包括伽利略望遠鏡(Galilean telescope)與克普勒望遠鏡(Keplerian telescope)的設計差異,以及望遠鏡刻記標示的正確判讀。

選項分析

(A) 伽利略望遠鏡是最常使用於低視力的望遠鏡,其影像是正立的 ✅ 正確陳述

  • 伽利略式:凸物鏡(objective, +lens)+ 凹目鏡(eyepiece, −lens)
  • 影像為正立(erect)且為虛像(virtual image)
  • 較輕薄,無需稜鏡,倍率通常 2–4×,是低視力輔具的常用選擇

(B) 克普勒望遠鏡使用兩個凸透鏡組合成倒立影像,再用稜鏡轉成正向 ✅ 正確陳述

  • 克普勒式(又稱天文望遠鏡 astronomical telescope):凸物鏡 + 凸目鏡
  • 兩凸透鏡使影像倒立(inverted image)
  • 需加入稜鏡(prism,如 Porro 稜鏡或 roof 稜鏡)將影像轉為正立,可供日常使用
  • 雙筒望遠鏡(binocular)即為克普勒設計 + 稜鏡

(C) 克普勒望遠鏡比伽利略望遠鏡提供較大的視野範圍 ✅ 正確陳述

  • 實驗及文獻均證實:克普勒式的視野(field of view, FOV)約為同倍率伽利略式的兩倍
  • 例如

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