106年:視覺光學(2)
關於 Galilean望遠鏡及 Keplerian 望遠鏡,下列何者正確?
A前者物鏡為正透鏡,後者物鏡為負透鏡
B前者目鏡為負透鏡,後者目鏡為正透鏡
C前者為倒像,後者為正像
D前者視場( field of view )較大,後者視場較小
詳細解析
本題觀念:
本題考查 Galilean 望遠鏡(伽利略式望遠鏡)與 Keplerian 望遠鏡(克卜勒式望遠鏡)的光學結構差異,包含物鏡與目鏡的透鏡種類、成像方向以及視野大小。
選項分析
(A) 前者物鏡為正透鏡,後者物鏡為負透鏡 此選項錯誤。兩種望遠鏡的物鏡均為正透鏡(凸透鏡)。Galilean 望遠鏡使用一片凸透鏡(平凸鏡)作為物鏡;Keplerian 望遠鏡同樣使用凸透鏡作為物鏡。兩者物鏡種類相同,差異在於目鏡。
(B) 前者目鏡為負透鏡,後者目鏡為正透鏡 此選項正確。這是兩種望遠鏡最根本的結構差異:
- Galilean 望遠鏡:目鏡使用負透鏡(凹透鏡、發散透鏡),置於物鏡所成實像的前方(光路尚未到達焦點處)。
- Keplerian 望遠鏡:目鏡使用正透鏡(凸透鏡、聚光透鏡),置於物鏡所成實像的後方。
(C) 前者為倒像,後者為正像 此選項錯誤。實際上恰好相反:
- Galilean 望遠鏡:成正像(upright image),因負目鏡在物鏡焦點之前攔截光線,直接形成正立虛像。
- Keplerian 望遠鏡:成倒像(inverted image),因物鏡先形成倒立實像,再由正目鏡放大,最終觀察者看到的是倒立的影像(實際天文應用中另加正像稜鏡)。
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