108年:視覺光學(2)

有關由 +2.0 D及-5.0 D兩鏡片組合成之伽利略望遠鏡的敘述,下列何者錯誤?

A-5.0 D為接目鏡
B利用角放大原理
C放大倍率 = -(目鏡屈光度/物鏡屈光度)
D兩鏡片間隔距離為 20 cm

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題,考核伽利略望遠鏡(Galilean telescope)的光學構造、放大原理、倍率公式,以及兩鏡片間距的計算。

選項分析

題目設定:望遠鏡由 +2.0 D(物鏡,objective)與 -5.0 D(目鏡,eyepiece)組成。

焦距換算:

  • 物鏡焦距:fO=1+2.0=+0.50 m=+50 cmf_O = \frac{1}{+2.0} = +0.50\ \text{m} = +50\ \text{cm}
  • 目鏡焦距:fE=15.0=0.20 m=20 cmf_E = \frac{1}{-5.0} = -0.20\ \text{m} = -20\ \text{cm}

(A) -5.0 D 為接目鏡

伽利略望遠鏡的構造:正度鏡片為物鏡(接物鏡),負度鏡片為目鏡(接目鏡/eyepiece)。-5.0 D 為負度鏡片,確實是目鏡。此陳述正確

(B) 利用角放大原理

望遠鏡的放大效果屬於角放大(angular magnification),即增大觀看遠物的視角,而非側向放大。此陳述正確

(C) 放大倍率 = -(目鏡屈光度/物鏡屈光度)

角放大率公式: M=fOfE=FEFOM = -\frac{f_O}{f_E} = -\frac{F_E}{F_O}

代入:M=5.0+2.0=+2.5M = -\frac{-5.0}{+2.0} = +2.5(正值表示正像)。公

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