106年:低視力學(3)

承上題【有一低視力者,使用望遠鏡時,將其反向使用(將原本接目鏡向遠方,接物鏡向眼前),則他可能是下列那種病患?】,原本的接目鏡為 -30 D,接物鏡為 +10 D,將其反拿使用後,原本 3 m的目標物看起來會有何變化?

A拉近至 1 m
B拉遠至 6 m
C拉近至 30 cm
D拉遠至 9 m

詳細解析

本題觀念:

本題考察將望遠鏡反向使用(eyepiece 朝外、objective 朝眼)後,目標物的表觀距離如何變化。關鍵在於計算反向望遠鏡的縮小倍率,再推算原本 3 m 的目標物看起來如移至多遠。

選項分析

(A) 拉近至 1 m 縮小的系統應使目標物「看起來更遠」,不可能拉近,此選項方向錯誤。

(B) 拉遠至 6 m 計算見下方答案解析,此數值不正確。

(C) 拉近至 30 cm 方向錯誤,反向望遠鏡為縮小系統,影像應顯得更遠而非更近。

(D) 拉遠至 9 m ✅ 計算正確,詳見下方解析。

答案解析

步驟一:判斷原望遠鏡配置

  • 原接目鏡(eyepiece):30 D-30\text{ D}(負度數 = 散射鏡,即伽利略望遠鏡的目鏡端)
  • 原接物鏡(objective):+10 D+10\text{ D}(正度數 = 聚焦鏡,伽利略望遠鏡的物鏡端)

正常使用時,伽利略望遠鏡的放大倍率: M=fobjectivefeyepiece=FeyepieceFobjectiveM = -\frac{f_{\text{objective}}}{f_{\text{eyepiece}}} = -\frac{F_{\text{eyepiece}}}{F_{\text{objective}}}

以屈光度表示(焦距 f=1/Ff = 1/F):

...(解析預覽)...