109年:視覺光學(3)
關於凸透性和凹透鏡成像的敘述,何者錯誤?
A無論是凸透性或是凹透鏡,來自無窮遠的平行光成像都在焦點上
B無論物體的位置在焦點以外還是焦點以內,經過凹透鏡折射之後,所成的像均是縮小正立虛像
C物體位於凸透鏡前一倍與二倍焦距之間,所成的像為縮小倒立實像
D物體位於凸透鏡前二倍焦距之外,所成的像為縮小倒立實像
詳細解析
本題觀念:
凸透鏡(converging lens)與凹透鏡(diverging lens)的成像規則。本題為反向題,問的是何者錯誤。核心在於熟悉不同物距條件下的成像特性。
選項分析
(A) 無論是凸透鏡或是凹透鏡,來自無窮遠的平行光成像都在焦點上 ✅ 正確陳述
- 凸透鏡:來自無窮遠的平行光(vergence = 0)經過凸透鏡後聚焦於後焦點(F'),成實像在後焦點。
- 凹透鏡:來自無窮遠的平行光經過凹透鏡後,光線發散,看起來是從前焦點(F,鏡片入射側)發出,成虛像在前焦點。
- 兩者成像確實都在焦點上,只是一個是實焦點,一個是虛焦點。本選項正確。
(B) 無論物體的位置在焦點以外還是焦點以內,經過凹透鏡折射之後,所成的像均是縮小正立虛像 ✅ 正確陳述
凹透鏡為發散鏡,出射光線永遠為發散光(vergence < 0),無論物體在任何位置,所成的像都是:
- 縮小(minified):
- 正立(upright):
- 虛像(virtual image):像在鏡片同側 這是凹透鏡的固有特性,本選項正確。
(C) 物體位於凸透鏡前一倍與二倍焦距之間,所成的像為縮小倒立實像 ❌ 錯誤陳述(= 答案)
當物體位於凸透鏡的
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