106年:視覺光學(3)

關於薄的負球面透鏡的影像,下列何者正確?

A其影像位置與物體同側
B為實像
C為倒立像
D影像大小比原物體大

詳細解析

本題觀念:

本題考查薄負球面透鏡(thin negative spherical lens),即凹透鏡(concave lens / diverging lens),的成像特性。無論物體位於何處,凹透鏡所成的像具有固定不變的特性,是驗光師考試的基本光學概念。

選項分析

(A) 其影像位置與物體同側正確答案

凹透鏡為發散透鏡,折射後光線向外散開,無法交於一點形成實像。延長折射光線向後相交,得到的虛像(virtual image)位於透鏡的物體同側(入射光側)。換言之,物體在透鏡左側,像也在透鏡左側。

(B) 為實像 ❌ 錯誤

凹透鏡恆成虛像(virtual image),折射光線為發散光束,無法在光線出射側聚焦成實像。

(C) 為倒立像 ❌ 錯誤

凹透鏡所成的像恆為正立像(erect / upright image),與物體方向相同。倒立像只出現在凸透鏡物距大於焦距時。

(D) 影像大小比原物體大 ❌ 錯誤

凹透鏡成像的放大率(magnification)恆小於 1(m<1|m| < 1),所成之像恆為縮小像(diminished image)。

答案解析

凹透鏡(負球面透鏡)的三大恆定成像特性

特性凹透鏡

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