110年:視覺光學

一虛物體(virtual object )位在-5.00 DS 透鏡10 cm處,其側向放大率(lateral magnification )為多少倍?

A+0.50
B-0.60
C+0.67
D+2.00

詳細解析

本題觀念:

本題考查虛物體(virtual object)在薄透鏡中的側向放大率(lateral magnification)計算,核心為薄透鏡公式(thin lens equation)與正負號規則的靈活應用。虛物體出現於多透鏡系統中,當第一個透鏡產生的實像落在第二個透鏡的後方(出光側),此實像對第二個透鏡而言即為虛物體,物距取負值

選項分析

已知條件:

  • 透鏡屈光度 F=5.00 DSF = -5.00\text{ DS}(發散透鏡)
  • 焦距 f=1005.00=20 cmf = \frac{100}{-5.00} = -20\text{ cm}
  • 虛物體距透鏡 10 cm,依符號規定物距 do=10 cmd_o = -10\text{ cm}(虛物體在出光側,取負)

薄透鏡公式求像距 did_i 1di=1f1do=120110=120+220=120\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o} = \frac{1}{-20} - \frac{1}{-10} = -\frac{1}{20} + \frac{2}{20} = \frac{1}{20} di=+20 cmd_i = +20\text{ cm}

側向放大率: m=dido=+2010=+2.00m = -\frac{d_i}{d_o} = -\frac{+20}{-10} = +2.00

(A) +0.50:若錯誤代入 do=+10d_o = +10

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