一光點光源放在透鏡前40 cm處，經過實驗後的結果發現，光線經過透鏡後會以平行光離開透鏡，此透鏡的屈光度為何？

本題觀念：

本題考查薄透鏡屈光度（dioptric power）與焦點（focal point）的基本關係。當物體放置在透鏡前焦點（front focal point）時，折射後光線以平行光（collimated beam）射出，此時像距為無窮遠。由此可直接推算透鏡焦距與屈光度。

選項分析

基本原理回顧：

薄透鏡方程式（thin lens equation）： $\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

或以屈光度表示： $F = \frac{n'}{v} - \frac{n}{u}$

題目條件分析：

• 物距：$u = -40 \text{ cm} = -0.4 \text{ m}$（物在透鏡前方，依符號規則為負）
• 折射後為平行光 → 像距 $v = \infty$
• $\frac{1}{v} = 0$

$F = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} = 0 - \frac{1}{-0.4} = \frac{1}{0.4} = +2.50 \text{ D}$

物理意義：光點位於透鏡前方 40 cm 處，折射後成平行光，代表此點即為透鏡的前焦點（front focal point, F），而**焦距 $f = 40$ cm = 0.4 m*

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