108年:低視力學(1)

伽利略式望遠鏡,其目鏡為-50.00 D ,物鏡為 +12.50 D ,其望遠鏡的管長及放大率為多少?

A+3X,7 cm
B+4X,6 cm
C+5X,5 cm
D+6X,4 cm

詳細解析

本題觀念:

伽利略式望遠鏡(Galilean telescope)的管長與放大率計算

伽利略式望遠鏡由凸透鏡物鏡(正屈光度)和凹透鏡目鏡(負屈光度)組成,影像為正立像。計算公式如下:

放大率(magnification): M=FeFo=fofeM = -\frac{F_e}{F_o} = \frac{f_o}{|f_e|}

管長(tube length): L=fo+feL = f_o + f_e

(伽利略式:目鏡焦距為負值,管長 = 物鏡焦距 + 目鏡焦距,其中目鏡焦距為負)

選項分析

先計算正確答案:

步驟一:計算焦距 fo=100Fo=100+12.50 D=8 cmf_o = \frac{100}{F_o} = \frac{100}{+12.50 \text{ D}} = 8 \text{ cm} fe=100Fe=10050.00 D=2 cmf_e = \frac{100}{F_e} = \frac{100}{-50.00 \text{ D}} = -2 \text{ cm}

步驟二:計算放大率 M=FeFo=50+12.50=+4XM = -\frac{F_e}{F_o} = -\frac{-50}{+12.50} = +4\text{X}

步驟三:計算管長 L=fo+fe=8 cm+(2 cm)=6 cmL = f_o + f_e = 8 \text{ cm} + (-2 \text{ cm}) = 6 \text{ cm}

(A) +3X, 7 cm

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