107年:眼光概要(1)

下列四種物像關係圖示,那一個圖表示是實物成虛像?

A圖 圖 圖 圖片
B圖 圖 圖 圖片
C圖 圖 圖 圖片
D圖 圖 圖 圖片

詳細解析

本題觀念:

本題考查幾何光學中「實物成虛像」的條件。要判斷哪個圖示代表實物成虛像,必須先掌握以下概念:

  • 實物(real object):光線從物體真正發散,物體在光學元件的入射面同側,物距為正值
  • 虛像(virtual image):光線經光學元件後並非真正會聚,而是發散的;觀察者須將折射/反射光線向後延伸才能找到像的位置,像在出射面的同側(對透鏡而言),無法投影於螢幕上

影像分析:

選項(A) 圖片: 圖示為凸透鏡(雙凸,biconvex lens)。物體 A 位於透鏡左側,三條光線通過透鏡後在右側真正會聚於 A'。像 A' 在實線交點,位於透鏡右側(出射側)。 → 此為實物成實像(real object → real image),是凸透鏡物距大於焦距時的典型情況。

選項(B) 圖片: 圖示為凸透鏡(雙凸)。來自左側的平行光(或遠方光束)通過透鏡後聚焦,但圖中的 A' 在近端而 A 在透鏡右側更遠處(虛線延伸)。這代表物體 A 是虛物(virtual object)——光線在到達透鏡前已經朝某點收斂,透鏡改變了收斂程度後,像 A' 在透鏡右側較近處。 → 此為虛物成實像(virtual object → real image),不符合題目「實物成虛像」的要求。

選項(C) 圖片: 圖示為凹透

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