108年:眼光概要(1)

有一物體在薄透鏡-8.00 D 左邊軸上 50 cm處,空氣為介質。下列有關成像的敘述,何者正確?① 成像於右邊軸 ②成像於左邊軸 ③成像距離透鏡 10 cm ④成像距離透鏡 33.3 cm ⑤實像 ⑥虛像

A①③⑤
B①④⑥
C②③⑥
D②④⑤

詳細解析

本題觀念:

薄透鏡成像公式(thin lens equation)應用於散射透鏡(diverging lens)。透鏡度數 -8.00 D,物體在透鏡左方 50 cm 處,求成像位置與性質。

選項分析

首先計算:

透鏡焦距: f=1P=18.00=0.125 m=12.5 cmf = \frac{1}{P} = \frac{1}{-8.00} = -0.125 \text{ m} = -12.5 \text{ cm}

薄透鏡公式(vergence form): P=LLP = L' - L

採用符號規定:光線由左向右行進,物在透鏡左方 50 cm,物距 u=0.50 mu = -0.50 \text{ m}(入射光方向為負)。

入射聚散度(incident vergence): L=1u=10.50=2.00 DL = \frac{1}{u} = \frac{1}{-0.50} = -2.00 \text{ D}

出射聚散度(emergent vergence): L=L+P=2.00+(8.00)=10.00 DL' = L + P = -2.00 + (-8.00) = -10.00 \text{ D}

像距: v=1L=110=0.10 m=10 cmv = \frac{1}{L'} = \frac{1}{-10} = -0.10 \text{ m} = -10 \text{ cm}

影像距離為負值 → 影像在透鏡左方(即物體同側),距透鏡 **10

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