在理想光學系統時，無限遠點光源射出平行於光軸的光線，經過單薄凸透鏡後，會聚焦在何處？

本題觀念：

理想光學系統中，薄凸透鏡對平行光的聚焦特性（焦點定義）

選項分析

(A) 焦點前 錯誤。若光線在焦點前就會聚，代表透鏡屈光力更強，稱為過度會聚，並非理想薄凸透鏡對平行於光軸的平行光的行為。

(B) 焦點上 正確。在理想光學系統（paraxial optics）中，薄凸透鏡（thin convex lens）的定義即：從無限遠射入、平行於光軸的光線（plane waves / parallel rays），經過透鏡折射後，恰好會聚於後焦點（posterior focal point, F'）上。焦點（focal point）正是由此定義而來。

(C) 焦點後 錯誤。若光線在焦點後才會聚（或看似會聚），意味屈光力不足（欠矯正），或為散光等現象，並非理想薄凸透鏡的特性。

(D) 無法聚焦 錯誤。凸透鏡為會聚透鏡（converging lens），可使平行光聚焦；無法聚焦是凹透鏡（diverging lens）的特性。

答案解析

根據幾何光學的基本光線追跡法則（ray tracing rules）：

任何平行於光軸射入薄透鏡的光線，通過透鏡後必折向（通過）像方焦點（image focal point, F'）。

焦點（focal point）的定義正是：「所有平行於主光軸的入射光線，通過透鏡後

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