一高度為 10 cm 的物體,置於一個+20.0 D 的凸透鏡前方 10 cm,其成像應為下列何者?
- A正立虛像,高度 10 cm
- B倒立實像,高度 10 cm正解 ✓
- C正立虛像,高度 5 cm
- D倒立實像,高度 5 cm
官方答案 B
出處:108 年專門職業及技術人員高等考試驗光師考試「視覺光學」第 3 題(場次代碼 108110,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
薄透鏡聚散度公式 V = U + F 與橫向放大率 m = U / V,判斷像的位置、虛實、正倒與大小。
正解理由
物距 10 cm = 0.1 m,物方聚散度 U = −1 / 0.1 m = −10 D;像方聚散度 V = −10 D + 20 D = +10 D,為正值表示光線出鏡後會聚,成實像於鏡後 1 / 10 D = 0.1 m = 10 cm。放大率 m = U / V = −10 / +10 = −1,負號代表倒立,大小與物相同,像高 = 10 cm × 1 = 10 cm。結論是倒立實像、高度 10 cm,故選 B。
逐項排除
- (A)
正立虛像不符:V 為正值,光線出鏡後會聚,形成的是實像;實像對單一凸透鏡必為倒立。高度 10 cm 雖對,虛實與正倒兩處皆錯。
- (B)
正確。V = +10 D 為實像,m = −1 為倒立等大,像高 10 cm。
- (C)
正立虛像錯(應為倒立實像),高度 5 cm 也錯(放大率絕對值為 1,像高應等於物高 10 cm),共兩處不符。
- (D)
倒立實像對,但高度 5 cm 錯:5 cm 其實是這片透鏡的焦距 1 / 20 D = 0.05 m 換成公分的數值,不是像高;像高應為 10 cm。
演算步驟
- 物方聚散度:U = −1 / u = −1 / 0.1 m = −10 D
- 像方聚散度:V = U + F = −10 D + 20 D = +10 D
- 像距:v = 1 / V = 1 / 10 D = 0.1 m = 10 cm(鏡後,實像)
- 放大率:m = U / V = −10 D / +10 D = −1(倒立)
- 像高:10 cm × 1 = 10 cm
記憶點
物在凸透鏡兩倍焦距處,像也在另一側兩倍焦距處,倒立、實像、等大。
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