一個實物放置在焦距為20 cm的凹透鏡前方10 cm處，其成像為：

本題觀念：

本題考凹透鏡（diverging lens）的薄透鏡公式（thin lens equation）應用，需計算物體在鏡前 10 cm、焦距 20 cm 凹透鏡前的成像位置與性質。

選項分析

使用薄透鏡公式（sign convention：物在鏡前為正，凹透鏡焦距為負）：

$\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o}$

其中：

• $d_o = +10 \text{ cm}$（物在鏡前 10 cm，取正值）
• $f = -20 \text{ cm}$（凹透鏡焦距為負值）

代入公式：

$\frac{1}{d_i} = \frac{1}{-20} - \frac{1}{10} = -\frac{1}{20} - \frac{2}{20} = -\frac{3}{20}$

$d_i = -\frac{20}{3} \approx -6.67 \text{ cm} \approx -6 \text{ cm}$

負號代表像在鏡前（同側），即虛像；物體在鏡前，像也在鏡前 → 形成正立虛像。

像距約為鏡前 6.7 cm（≈ 6 cm），正立虛像。

(A) 鏡前約6 cm處，正立虛像 ✅ 正確答案。與計算結果吻合（$d_i \approx -6.67$ cm

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