106年:視覺光學(2)

假設鏡片在空氣中,某物體位在鏡片左側第一焦點( primary focal point )前 8公分,其成像的位置在於鏡片右側第二焦點( secondary focal point )後 50公分,其鏡片的屈光度為:

A+1 D
B+5 D
C+10 D
D+20 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查**牛頓成像公式(Newton's Lens Equation)**的應用。牛頓公式以第一焦點(primary focal point, F)和第二焦點(secondary focal point, F')為量測基準,適合題目直接給出「物體距焦點的距離」時使用,比標準薄透鏡公式更直接。

xx=f2x \cdot x' = f^2

其中:

  • xx:物體到第一焦點的距離(物在焦點前方,取正值)
  • xx':像到第二焦點的距離(像在焦點後方,取正值)
  • ff:焦距(單位:公尺,屈光力 P=1/fP = 1/f

選項分析

題目資訊:

  • 物體在鏡片左側第一焦點前方 8 公分x=0.08x = 0.08 m)
  • 成像在鏡片右側第二焦點後方 50 公分x=0.50x' = 0.50 m)

代入牛頓公式: f2=xx=0.08×0.50=0.04 m2f^2 = x \cdot x' = 0.08 \times 0.50 = 0.04\ \text{m}^2 f=0.04=0.20 mf = \sqrt{0.04} = 0.20\ \text{m}

鏡片屈光力: P=1f=10.20=+5 DP = \frac{1}{f} = \frac{1}{0.20} = +5\ \text{D}

(A) +1 Df=1f = 1 m,則 f2=10.04f^2 = 1 \neq 0.04,不符合。

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