106年:視覺光學(3)

一物體 2 cm高,位於薄透鏡左側 12 cm,成像在透鏡左側 4 cm處,像高為:

A0.27 cm
B0.47 cm
C0.67 cm
D0.87 cm

詳細解析

本題觀念:

本題考查薄透鏡成像公式(thin lens equation)與橫向放大率(lateral magnification)的計算。物體在透鏡左側、像也在透鏡左側,表示這是一個虛像(virtual image),使用符號約定時需特別注意正負號。

選項分析

題目資訊:

  • 物高 ho=2h_o = 2 cm
  • 物距 do=12d_o = 12 cm(物體在透鏡左側,依 Cartesian 符號約定 do=+12d_o = +12 cm)
  • 像在透鏡左側 4 cm → 像與物同側,為虛像,di=4d_i = -4 cm

放大率公式: m=dido=(4)12=+130.333m = -\frac{d_i}{d_o} = -\frac{(-4)}{12} = +\frac{1}{3} \approx 0.333

像高: hi=m×ho=13×2=230.67 cmh_i = m \times h_o = \frac{1}{3} \times 2 = \frac{2}{3} \approx 0.67 \text{ cm}

(A) 0.27 cm — 不符合計算結果,錯誤。

(B) 0.47 cm — 不符合計算結果,錯誤。

(C) 0.67 cm — 符合 23\frac{2}{3} cm 的計算結果,正確。

(D) 0.87 cm — 不符合計算結果,錯誤。

答案解析

**符號約定(

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