106年:視覺光學(3)

透過稜鏡看一物體時,有關成像敘述,下列何者正確?

A為一實像
B為倒立影像
C所看到影像往頂部移動
D無法成像

詳細解析

本題觀念:

稜鏡(prism)會使光線偏向底部(base),但觀察者透過稜鏡看物體時,所見的是虛像(virtual image),且虛像的位移方向是朝向稜鏡頂部(apex),而非底部。這是稜鏡光學的核心原則。

選項分析

(A) 為一實像 錯誤。透過稜鏡形成的像為虛像(virtual image),不是實像。實像需要光線實際匯聚於一點,但稜鏡並不具有匯聚光線的能力,它僅使光線偏折。

(B) 為倒立影像 錯誤。透過稜鏡所見的虛像為正立(upright)影像,並非倒立。稜鏡不會造成影像的上下翻轉。

(C) 所看到影像往頂部移動 正確。 雖然光線本身折向稜鏡底部(base),但觀察者追蹤折射光線的反向延長線,會感知到物體的虛像位移至稜鏡頂部(apex)方向。這是稜鏡虛像的基本特性:光線偏向底部,像偏向頂部。

(D) 無法成像 錯誤。稜鏡確實能成像,只是形成的是虛像,且虛像偏向頂部方向。

答案解析

稜鏡的光學原理:

  • 光線穿過稜鏡時,折射後偏向底部(base)
  • 觀察者的眼睛沿折射光線的反向延長線追蹤光源位置,因此感知到物體的像位移至**頂部(apex)**方向
  • 形成的像為虛像(virtual image)正立(upright)、**偏向

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