106年:視覺光學(3)

—片第二焦距為 +100 cm 的薄鏡片 A與另外一片薄鏡片 B連接在一起,已知此組合鏡片的第二焦距為 +20cm,那鏡片 B的第二焦距為多少?

A+16.7 cm
B+25 cm
C+33 cm
D+50 cm

詳細解析

本題觀念:

兩薄鏡片接觸組合的焦距(focal length)與屈光度(power)計算。當兩片薄鏡片緊密接觸時,組合系統的總屈光度等於各鏡片屈光度之和。

選項分析

本題需用組合薄鏡片公式求解。

已知:

  • 鏡片 A 的第二焦距 fA=+100 cm=+1.00 mf_A = +100 \text{ cm} = +1.00 \text{ m},故 PA=+1.00 DP_A = +1.00 \text{ D}
  • 組合後第二焦距 ftotal=+20 cm=+0.20 mf_{total} = +20 \text{ cm} = +0.20 \text{ m},故 Ptotal=+5.00 DP_{total} = +5.00 \text{ D}

兩薄鏡片接觸時:

Ptotal=PA+PBP_{total} = P_A + P_B

PB=PtotalPA=+5.001.00=+4.00 DP_B = P_{total} - P_A = +5.00 - 1.00 = +4.00 \text{ D}

fB=1PB=14.00=0.25 m=+25 cmf_B = \frac{1}{P_B} = \frac{1}{4.00} = 0.25 \text{ m} = +25 \text{ cm}

驗證各選項:

  • (A) +16.7 cm:對應 PB=+6.00P_B = +6.00 D,不正確。
  • (B) +25 cm:對應 PB=+4.00P_B = +4.00 D,正確。
  • (C) +33 cm:對應 PB+3.03P_B \approx +3.03 D,不正確。
  • **(D)

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