凸透鏡在空氣中不能產生下列何種影像？

本題觀念：

凸透鏡（converging lens）在空氣中的成像規律。根據物體距離透鏡的位置，凸透鏡可形成各種不同性質的像，但並非所有像的組合都能實現。

選項分析

(A) 倒立縮小的實像 當物體位於 2 倍焦距（$2f$）以外時，凸透鏡形成倒立、縮小的實像，像位於 $f$ 與 $2f$ 之間。例如相機成像原理即為此類。✅ 可以產生

(B) 倒立相等的實像 當物體恰好位於 $2f$ 處時，凸透鏡形成倒立、等大的實像，像也在 $2f$ 處。✅ 可以產生

(C) 倒立放大的實像 當物體位於 $f$ 與 $2f$ 之間時，凸透鏡形成倒立、放大的實像。幻燈機（slide projector）、投影機即為此原理。✅ 可以產生

(D) 直立縮小的虛像 凸透鏡形成虛像的唯一情況：物體在焦點（$f$）以內，此時成直立、放大的虛像（如放大鏡），絕不可能形成直立縮小的虛像。直立縮小的虛像是**凹透鏡（diverging lens）**的特徵，無論物體位於何處，凹透鏡均成直立、縮小的虛像。❌ 凸透鏡無法產生

答案解析

凸透鏡的成像規律整理如下：

物距	像的性質
$u > 2f$	倒立、縮小、實像
$u = 2f$	倒立、等大

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