106年:眼光概要(1)

一物體經凸面鏡所成的像為何?

A放大倒立實像
B放大倒立虛像
C縮小正立虛像
D縮小正立實像

詳細解析

本題觀念:

本題考查凸面鏡(convex mirror)的成像性質。凸面鏡是反射面向外凸出的球面鏡,其成像特性與凹面鏡截然不同。

選項分析

(A) 放大倒立實像 ❌ 錯誤。凸面鏡的反射光線永遠是發散的,不可能形成實像;且成像永遠是正立,不會倒立。

(B) 放大倒立虛像 ❌ 錯誤。凸面鏡的像永遠是縮小而非放大,且是正立而非倒立。

(C) 縮小正立虛像 ✅ 正確。無論物體放在凸面鏡前何處,所成的像永遠是縮小、正立的虛像,位於鏡面後方(焦點與頂點之間)。

(D) 縮小正立實像 ❌ 錯誤。凸面鏡的反射光線向外發散,無法在鏡前形成實像,只能形成虛像。

答案解析

正確答案為 (C)

凸面鏡的光學特性

  • 凸面鏡的焦點(虛焦點)在鏡面後方,焦距為負值
  • 平行光線射到凸面鏡後,反射光向外發散,反向延伸後交於鏡後的虛焦點
  • 由於反射光線始終發散,無論物體在哪裡,像都形成在鏡後(虛像)

數學驗證(鏡面公式)

1v=1f1u\frac{1}{v} = \frac{1}{f} - \frac{1}{u}

凸面鏡 f>0f > 0(取絕對值時),物體在鏡前 u<0u < 0,計算得到 v>0v > 0 → 像在鏡後 → 虛像

放大率 m=v/um = -v/u,由於 $v >

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