顯微鏡的物鏡與目鏡均為凸透鏡，且物鏡的焦距遠短於目鏡，其目的為何？

本題觀念：

本題考查複合顯微鏡（compound microscope）的光學成像原理，特別是物鏡（objective lens）與目鏡（eyepiece）各自的功能，以及為何物鏡焦距需遠短於目鏡焦距。

選項分析

複合顯微鏡的成像步驟：

1. 物鏡（objective lens）：被觀測物體放置在物鏡焦距略外側（$u > f_{obj}$），物鏡產生一個放大的倒立實像（magnified, inverted, real image），此實像落在顯微鏡筒內，位於目鏡焦距以內（$v < f_{eye}$）。
2. 目鏡（eyepiece）：作為放大鏡（magnifying glass），將物鏡所成的實像（此時作為目鏡的「物體」）再放大，形成一個放大的虛像（magnified virtual image），供眼睛觀察。

為何物鏡焦距遠短於目鏡？

• 物鏡焦距短（$f_{obj}$ 小）→ 折射能力強 → 能使靠近焦點的微小物體成放大的實像
• 目鏡焦距較長（$f_{eye}$ 較大）→ 使物鏡所成的實像恰好落在目鏡焦距之內，利於目鏡再進行放大
• 兩者配合 → 總放大倍率 = 物鏡放大率 × 目鏡放大率

(A) 由物鏡產生放大的實像，可落於目鏡的焦距內：物鏡產生放大的實像，且此實像位於目鏡焦距以內，

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