109年:眼光概要(2)

有一個10公厘(mm)高的物體位在薄透鏡-6.00 D左邊軸上50公分處,空氣為介質。下列有關成像的敘述,何者正確?①成像於左邊軸 ②成像於右邊軸 ③成像距離透鏡25公分 ④成像距離透鏡12.5公分⑤成像為6.25公厘高 ⑥成像為16公厘高

A①③⑥
B①④⑤
C②④⑥
D②③⑤

詳細解析

本題觀念:

本題考薄透鏡成像公式與發散透鏡的成像特性。公告答案為全給分,原因是依題目數值計算,正確敘述應為「①成像於左邊軸」與「④成像距離透鏡 12.5 公分」,但四個選項都沒有只包含 ①④ 的組合。

選項分析

先計算焦距:

  • 透鏡度數 P = -6.00 D
  • 焦距 f = 1/P = -1/6 m = -0.1667 m = -16.67 cm
  • 物距 = 50 cm

使用薄透鏡公式可得像距為 -12.5 cm。負號代表像在透鏡左側,也就是物側,為發散透鏡形成的虛像。放大率約為 0.25,因此 10 mm 高的物體成像高度約為 2.5 mm

逐項判斷:

  • ① 成像於左邊軸:正確。
  • ② 成像於右邊軸:錯誤。
  • ③ 成像距離透鏡 25 公分:錯誤。
  • ④ 成像距離透鏡 12.5 公分:正確。
  • ⑤ 成像為 6.25 公厘高:錯誤,應約 2.5 公厘。
  • ⑥ 成像為 16 公厘高:錯誤。

因此正確組合應為 ①④,但選項中沒有這個組合。

(A) ①③⑥

①正確,但③、⑥錯誤。→ 不是完整正確組合。

(B) ①④⑤

①、④正確,但⑤錯誤。這是最接近的選項,但仍不是完全正確。→ 不能作為單一標準答案。

(C) ②④⑥

④正確,但②、⑥錯誤。→ 錯誤。

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