107年:視覺光學(1)

已知一凹面鏡的曲率半徑為 50 cm,則其屈光效果與下列何者相同?

A-2.00 D的凹透鏡
B-4.00 D的凹透鏡
C+2.00 D的凸透鏡
D+4.00 D的凸透鏡

詳細解析

本題觀念:

本題考查**凹面鏡(concave mirror)**的屈光力計算,以及凹面鏡與透鏡的等效關係。核心公式為曲率半徑(radius of curvature, R)與焦距(focal length, f)及屈光力(power, P)的關係。

選項分析

推導過程

鏡面的焦距與曲率半徑的關係: f=R2f = \frac{R}{2}

代入 R=50R = 50 cm =0.50= 0.50 m: f=0.502=0.25 mf = \frac{0.50}{2} = 0.25 \text{ m}

屈光力: P=1f=10.25=+4.00 DP = \frac{1}{f} = \frac{1}{0.25} = +4.00 \text{ D}

關鍵判斷:凹面鏡的性質

凹面鏡為匯聚鏡(converging mirror),會將平行光線匯聚於焦點,性質等同於凸透鏡(converging lens),因此屈光力為正值(+4.00 D)。

(A) -2.00 D 的凹透鏡 — 方向錯誤(負值),且大小也不對。❌

(B) -4.00 D 的凹透鏡 — 方向錯誤。凹面鏡為匯聚系統,不等同於發散的凹透鏡。❌

(C) +2.00 D 的凸透鏡 — 大小錯誤(若誤用 P=1/RP = 1/R 直接計算則得此值,但正確公式需先求焦距)。❌

**(D) +4.00 D 的

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