109年:眼光概要(3)

若一物體位在第二焦距為-10公分的透鏡前25公分處,其影像的性質為:

A放大倒立實像
B放大正立實像
C縮小正立實像
D縮小正立虛像

詳細解析

本題觀念:

本題考薄透鏡(thin lens)成像公式的應用。第二焦距(ff')為 −10 cm,代表這是一片發散(凹)透鏡(diverging/concave lens),屈光力(power)= 1f=10.10 m=10 D\frac{1}{f'} = \frac{1}{-0.10\text{ m}} = -10\text{ D}。物體位在鏡片前 25 cm,需用薄透鏡公式求像的位置與性質。

選項分析

(A) 放大倒立實像 ❌(實際為縮小、正立、虛像)

(B) 放大正立實像 ❌(虛像非實像,且縮小)

(C) 縮小正立實像 ❌(虛像非實像)

(D) 縮小正立虛像 ✅ ← 正確答案

答案解析

正確答案為 (D)

使用薄透鏡公式(符號規則:距離以鏡片為基準,光行進方向為正):

1v1u=1f\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f'}

  • 物距 u=25u = -25 cm(物在鏡片左側,取負值)
  • 焦距 f=10f' = -10 cm

代入:

1v=1f+1u=110+125=0.100.04=0.14 cm1\frac{1}{v} = \frac{1}{f'} + \frac{1}{u} = \frac{1}{-10} + \frac{1}{-25} = -0.10 - 0.04 = -0.14 \text{ cm}^{-1}

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