一高度為 20 cm 的物體,置於一個+15.00 D 的凸透鏡前方 20 cm,其成像應為下列何者?
- A與物體在鏡片同側,高度 10 cm
- B與物體在鏡片對側,高度 10 cm正解 ✓
- C與物體在鏡片同側,高度 20 cm
- D與物體在鏡片對側,高度 20 cm
官方答案 B
出處:111 年專門職業及技術人員普通考試驗光生考試「眼鏡光學概要」第 18 題(場次代碼 111110,全卷 50 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。
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本題考點
薄透鏡成像——以聚散度公式 L′ = L + F 求像距,再以放大率 m = L / L′ 求像高與正倒。
正解理由
物體在 +15.00 D 凸透鏡前 20 cm,物方聚散度 L = 100 / (-20 cm) = -5 D。像方聚散度 L′ = -5 D + 15 D = +10 D,像距 = 100 / 10 D = +10 cm,正值表示像在透鏡另一側,是實像。放大率 m = L / L′ = -5 D / 10 D = -0.5,負號表示倒立,像高 = 20 cm × 0.5 = 10 cm。所以像在鏡片對側、高度 10 cm,故選 B。
逐項排除
- (A)
像與物同側代表虛像,必須物體位於焦點以內才會發生;本題 +15.00 D 焦距很短,物距 20 cm 遠在焦點之外,成的是對側實像。高度 10 cm 雖對,但位置錯,應改為對側。
- (B)
對側實像、倒立、高度 10 cm,與計算結果一致,正確。
- (C)
同側且等高的像不會由凸透鏡在焦點外成出;位置應為對側,高度應為 10 cm。
- (D)
位置在對側正確,但像高 20 cm 表示放大率為 1,只有物體在兩倍焦距處才會等大;本題物距大於兩倍焦距,像是縮小的,高度應為 10 cm。
演算步驟
- 公式:L′ = L + F;m = L / L′。
- 物方聚散度 L = 100 / (-20 cm) = -5 D。
- 像方聚散度 L′ = -5 D + 15 D = +10 D。
- 像距 = 100 / (15 D − 5 D) = +10 cm(透鏡對側)。
- 放大率 m = -5 D / 10 D = -0.5;像高 = 20 cm × 0.5 = 10 cm(倒立)。
記憶點
凸透鏡物在兩倍焦距外:對側、倒立、縮小的實像;放大率 = 物聚散度 / 像聚散度。
內容更新 2026-10-08 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成驗光、配鏡或醫療建議 · 回報錯誤