一物體置於焦距為 20 cm 的凹透鏡前 30 cm 處,則其成像的位置在何處?
- A鏡前 12 cm正解 ✓
- B鏡後 12 cm
- C鏡前 60 cm
- D鏡後 60 cm
官方答案 A
出處:106 年特考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 32 題(場次代碼 106060,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
薄透鏡成像的聚散度公式 L' = L + F。凹透鏡焦距為負,實物經凹透鏡必定成正立、縮小的虛像,位於物體同側(鏡前)。
正解理由
以公尺計,物距 l = -0.30 m(物在鏡前取負),凹透鏡 f = -0.20 m。入射聚散度 L = 1 / (-0.30) = -3.33 D,透鏡屈光度 F = 1 / (-0.20) = -5.00 D。出射聚散度 L' = -3.33 + (-5.00) = -8.33 D,像距 l' = 1 / (-8.33) = -0.12 m。負號表示像在鏡前,距離 12 cm,為虛像。故選 A。
逐項排除
- (A)
鏡前 12 cm:像距 -0.12 m,負號代表在鏡前,數值與方向皆正確。
- (B)
鏡後 12 cm:距離正確但位置錯;凹透鏡對實物只能成虛像,像在物體同側(鏡前),不會在鏡後。
- (C)
鏡前 60 cm:這個距離等於 30 × 20 / (30 - 20),是把凹透鏡當成凸透鏡、焦距取正值算出的像距;凹透鏡的虛像一定比焦點更靠近鏡片,不可能在 60 cm。
- (D)
鏡後 60 cm:同樣是把焦距誤取正值算出的距離,而且凸透鏡在物距大於焦距時才會成鏡後實像;本題是凹透鏡,距離與位置都錯。
演算步驟
- 公式:L' = L + F,L = 1 / l,F = 1 / f(單位 m)。
- 單位換算:30 cm = 30 / 100 = 0.30 m;20 cm = 20 / 100 = 0.20 m。
- 入射聚散度:L = 1 / (-0.30 m) = -3.33 D。
- 透鏡屈光度:F = 1 / (-0.20 m) = -5.00 D。
- 出射聚散度:L' = -3.33 D + (-5.00 D) = -8.33 D。
- 像距:l' = 1 / (-8.33 D) = -0.12 m,即鏡前 0.12 × 100 = 12 cm。
記憶點
凹透鏡看實物:虛像、正立、縮小、在鏡前且比焦點更近。
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