109年:視覺光學(3)
假設凹透鏡與凸透鏡均置於空氣中,其鏡片光學及成像性質,下列何者正確?
A凹透鏡與凸透鏡均可會聚光線
B凹透鏡與凸透鏡均可成像為實像及虛像
C通過凹透鏡與凸透鏡光心的光線均不偏折
D若光線由左至右,則凹透鏡第一焦點在透鏡的左邊,凸透鏡的第一焦點在透鏡的右邊
詳細解析
本題觀念:
凹透鏡(concave lens,發散透鏡)與凸透鏡(convex lens,聚焦透鏡)的光學性質比較,包括光線折射、成像性質,以及焦點(focal point)的位置定義。
選項分析
(A) 凹透鏡與凸透鏡均可會聚光線 ❌ 錯誤 凸透鏡(正度數,converging lens)會使平行光線會聚於第二焦點。凹透鏡(負度數,diverging lens)則使光線發散,不能會聚光線。因此「均可會聚」為錯誤。
(B) 凹透鏡與凸透鏡均可成像為實像及虛像 ❌ 錯誤 凸透鏡在物體位於焦距外時成實像,位於焦距內時成虛像(放大鏡原理),兩者均可。凹透鏡只能成虛像(直立縮小),無論物體在何位置,所成的像均為虛像。因此「均可成實像及虛像」為錯誤。
(C) 通過凹透鏡與凸透鏡光心的光線均不偏折 ✅ 正確(本題答案) 無論凹透鏡或凸透鏡,通過**光學中心(optical center / nodal point)**的光線,入射角等於出射角,光線方向不改變(不偏折)。這是薄透鏡(thin lens)的基本光學原理,適用於所有類型的透鏡。
(D) 若光線由左至右,則凹透鏡第一焦點在透鏡的左邊,凸透鏡的第一焦點在透鏡的右邊 ❌ 錯誤
- **第一焦點(firs
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