110年:眼光概要

有關厚透鏡成像的性質,下列敘述何者錯誤?

A凸透鏡可製成放大鏡,而且有會聚光線的作用
B厚透鏡不是只有單一焦距,而是具有多個焦距
C厚透鏡成像是利用光的折射原理
D凹透鏡在空氣中所成的像為倒立縮小的實像

詳細解析

本題觀念:

本題考察厚透鏡(thick lens)的成像性質,以及各種透鏡的基本光學特性。本題為反向題,需找出錯誤敘述。重點包含:凸透鏡與凹透鏡的成像差異、厚透鏡與薄透鏡的差異、以及透鏡成像基於折射原理。

選項分析

(反向題:✅ 標示正確陳述,❌ 標示錯誤陳述)

(A) 凸透鏡可製成放大鏡,而且有會聚光線的作用正確陳述 凸透鏡(convex lens)為會聚透鏡(converging lens),具有正焦距與正屈光力。當物體置於焦距以內時,凸透鏡可作為放大鏡(magnifying glass),形成正立放大的虛像;同時,它對平行入射光有會聚作用,將光線集中至焦點,此陳述完全正確。

(B) 厚透鏡不是只有單一焦距,而是具有多個焦距正確陳述 薄透鏡(thin lens)近似下,前後主平面(principal planes)重合,只有一個焦距。然而厚透鏡(thick lens)具有兩個主平面(前主平面 H 與後主平面 H'),從不同主平面量測到對應焦點的距離可能不同(尤其在非對稱透鏡中)。此外,厚透鏡的前焦距(front focal length, FFL)與後焦距(back focal length, BFL)也可能不同。因此說厚透鏡具有「多個焦距」是正確的概念描述。

*(C) 厚透鏡成像是利用光的折射原理

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