普考-驗光生眼鏡光學概要109 年第 30 題單選題
若有一虛像位在屈光力 +15.00 D 冕牌玻璃球面鏡(折射率為 1.52)左側 5.00 cm 處,則物體位於球面鏡之左側或是右側?距離球面鏡多少?
A左側 2.20 cm正確答案
B右側 2.40 cm
C左側 2.60 cm
D右側 2.80 cm
A正確答案
利用單一球面折射公式 L + F = L',將像距轉為公尺並加上負號(左側),求出物聚散度後即可反推物距為左側 2.20 cm。
為什麼答案是 A
依據單一球面折射公式,算出物聚散度 L = -45.4 D。因為光線從空氣進入玻璃,空氣折射率 n=1,物距 l = n / L = 1 / -45.4 ≈ -0.022 m = -2.20 cm。負號表示物體在折射面左側。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 利用單一球面折射公式 L + F = L',將像距轉為公尺並加上負號(左側),求出物聚散度後即可反推物距為左側 2.20 cm。
像聚散度 L' = 1.52 / (-0.05m) = -30.4 D。物聚散度 L = L' - F = -30.4 - 15.00 = -45.4 D。物距 l = 1 / (-45.4) = -0.022 m = -2.20 cm(負號表左側)。
逐選項分析
A✓ 正確
依據單一球面折射公式,算出物聚散度 L = -45.4 D。因為光線從空氣進入玻璃,空氣折射率 n=1,物距 l = n / L = 1 / -45.4 ≈ -0.022 m = -2.20 cm。負號表示物體在折射面左側。
B✕ 陷阱
若未注意符號法則,誤以為物體在右側(正值),或在計算聚散度時正負號顛倒,會得出錯誤的數值與方向。
C✕
純粹的計算錯誤干擾項。若未將 5.00 cm 轉換為 0.05 m 進行計算,或折射率代錯,可能算出此錯誤數值。
D✕
計算錯誤的干擾選項。光學計算中,只要 L' 或 F 的正負號代錯一個,就會完全偏離正確答案。
單一球面折射面核心公式與符號
| 物理量 | 代號 | 計算公式 | 符號法則 (左至右行進) |
|---|
| 物聚散度 | L | L = n / l | 鏡前(左)為負,鏡後(右)為正 |
| 像聚散度 | L' | L' = n' / l' | 鏡前(左)為負,鏡後(右)為正 |
| 表面屈光力 | F | F = (n' - n) / r | 凸面為正,凹面為負 |
| 總結公式 | L + F = L' | 物聚散度 + 屈光力 = 像聚散度 | 距離單位必為公尺(m) |
題目中文寫「球面鏡」,極易讓人誤以為是「反射鏡」。但題目給了「玻璃折射率 1.52」,這暗示光線是穿透進入玻璃,考點其實是「單一球面折射面」。此外,距離 5.00 cm 必須換成 0.05 m 才能算屈光度 (D),且「左側」必須代入負號 (-0.05 m)。