106年:視覺光學(3)

一物體在一曲率半徑為一公尺凹面鏡左側 25 cm處,下列有關成像的敘述何者正確?

A為一橫向放大率 2倍的虛像
B為一橫向放大率 -0.56倍的虛像
C為一橫向放大率 -1.77倍的實像
D為一橫向放大率 0.56倍的實像

詳細解析

本題觀念:

凹面鏡(concave mirror)的成像公式與橫向放大率(transverse magnification)計算。當物體位於焦點以內(object inside focal length),凹面鏡會形成虛像(virtual image)、正立(erect)且放大(magnified)。

選項分析

已知條件:

  • 凹面鏡曲率半徑 R=1 mR = 1 \text{ m}
  • 焦距 f=R/2=0.5 m=50 cmf = R/2 = 0.5 \text{ m} = 50 \text{ cm}
  • 物距 do=25 cmd_o = 25 \text{ cm}

由於 do=25 cm<f=50 cmd_o = 25 \text{ cm} < f = 50 \text{ cm},物體位於焦點以內。

用鏡面公式計算:

1do+1di=1f\frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} = \frac{1}{f}

125+1di=150\frac{1}{25} + \frac{1}{d_i} = \frac{1}{50}

1di=150125=150\frac{1}{d_i} = \frac{1}{50} - \frac{1}{25} = -\frac{1}{50}

di=50 cmd_i = -50 \text{ cm}

像距為負值,表示像在鏡後(虛像)。

橫向放大率:

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