106年:視覺光學(3)

凸透鏡在空氣中不能產生下列何種影像?

A放大的實像
B放大的虛像
C縮小的實像
D縮小的虛像

詳細解析

本題觀念:

凸透鏡(converging lens)在空氣中,依據物體位置不同,可形成放大實像、縮小實像、放大虛像,但無法形成縮小的虛像(diminished virtual image)。本題考查凸透鏡成像規律。

選項分析

凸透鏡成像,以焦距 ff、物距 uu 為依據,依物體位置分五種情況:

物距成像性質
u>2fu > 2f縮小、倒立、實像
u=2fu = 2f等大、倒立、實像
f<u<2ff < u < 2f放大、倒立、實像
u=fu = f不成像(平行光)
u<fu < f(物在焦點內)放大、正立、虛像

(A) 放大的實像:物體在 f<u<2ff < u < 2f 範圍內,凸透鏡可形成放大的倒立實像(如投影機成像原理)。✅ 可以產生

(B) 放大的虛像:物體在焦點內(u<fu < f),凸透鏡作為放大鏡,形成放大的正立虛像。✅ 可以產生

(C) 縮小的實像:物體在 u>2fu > 2f 時,凸透鏡形成縮小的倒立實像(如相機成像原理)。✅ 可以產生

(D) 縮小的虛像:凸透鏡的虛像只在物體位於焦點內(u<fu < f)時產生,此時像必定是放大的正立虛像。不論物體放在何處,凸透鏡均無法產生縮小的

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