106年:眼光概要(2)

一個高度為 5 cm 物體位在一個凸透鏡前 40 cm,此玻璃凸透鏡屈光力是+6.00 D,則此物體所形成的像是正立或倒立?影像的高度大約是多少?

A倒立,1.5 cm
B正立,1.5 cm
C倒立,3.5 cm
D正立,3.5 cm

詳細解析

本題觀念:

本題考**薄透鏡公式(thin lens equation)橫向放大率(transverse magnification)**的計算,判斷凸透鏡成像的正倒立與像高。

選項分析

已知條件:

  • 物高:ho=5 cmh_o = 5 \text{ cm}
  • 物距:do=40 cm=0.40 md_o = 40 \text{ cm} = 0.40 \text{ m}(物在透鏡前,取正值)
  • 鏡片屈光力:F=+6.00 DF = +6.00 \text{ D},故焦距 f=16.0016.67 cmf = \dfrac{1}{6.00} \approx 16.67 \text{ cm}

步驟一:薄透鏡公式求像距 1di=1f1do=116.67140=0.060.025=0.035 m1\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o} = \frac{1}{16.67} - \frac{1}{40} = 0.06 - 0.025 = 0.035 \text{ m}^{-1} di=10.03528.57 cmd_i = \frac{1}{0.035} \approx 28.57 \text{ cm}

像距為正值,表示像在透鏡另一側(實像)。

步驟二:放大率 m=dido=28.57400.714m = -\frac{d_i}{d_o} = -\frac{28.57}{40} \approx -0.714

m<0m < 0,故像為倒立(real, inverted ima

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