物體置放於凹透鏡二倍焦距時，成像為何？

本題觀念：

凹透鏡（concave lens）又稱發散透鏡（diverging lens），無論物體放置在何處，成像特性始終相同：縮小、正立、虛像。這與凸透鏡（會聚透鏡）的成像依物距而異截然不同。

選項分析

凹透鏡成像特性分析：

物距	凸透鏡	凹透鏡
任何位置	依物距而定（有實像/虛像）	永遠：縮小、正立、虛像

理由：凹透鏡使光線發散，折射後光線延伸線交於鏡片同側，所成的像是虛像（virtual image），位於鏡片與焦點之間，且永遠比物體小（縮小）且正立。物體放在二倍焦距（2f）、一倍焦距、或任何其他位置，結論相同。

(A) 縮小正立實像：凹透鏡不能成實像，實像需由會聚光線形成。❌

(B) 縮小倒立實像：凹透鏡不成實像，更不會倒立。❌

(C) 放大倒立虛像：凹透鏡成像永遠縮小且正立，不會放大或倒立。❌

(D) 縮小正立虛像：符合凹透鏡的恆定成像特性。✅

答案解析

凹透鏡（發散透鏡）的基本光學性質：無論物距如何，成像必定為縮小、正立、虛像。正確答案為 (D)。

可用薄透鏡公式驗證：若焦距 $f < 0$（凹透鏡），物距 $u > 0$，

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