第二次專門職業及視覺光學106 年第 17 題單選題
克卜勒望遠鏡(Keplerian telescope)的焦點位於:
A接目鏡後
B接物鏡前
C介於接目鏡與接物鏡間
D不存在正確答案
D正確答案
克卜勒望遠鏡為無焦系統(afocal),物鏡後焦點與接目鏡前焦點重合,平行光入、平行光出,無實際成像焦點。
為什麼答案是 D
克卜勒望遠鏡為無焦系統(afocal system),物鏡後焦點與接目鏡前焦點重合,平行光入射後仍以平行光出射,整體系統的等效焦距為無限大,故焦點不存在。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 克卜勒望遠鏡為無焦系統(afocal),物鏡後焦點與接目鏡前焦點重合,平行光入、平行光出,無實際成像焦點。
望遠鏡 = afocal system(無焦系統),記住「平行光進、平行光出」就選不存在。
逐選項分析
A✕
接目鏡後射出的是平行光,觀察者眼睛會再聚焦成像於視網膜,但望遠鏡本身在接目鏡後並無焦點。
B✕
接物鏡前是來自無窮遠物體的平行光入射,當然沒有焦點存在,此選項明顯錯誤。
C✕ 陷阱
最常見陷阱!物鏡後焦點與接目鏡前焦點確實落在兩鏡之間並重合,但這是兩鏡各自的焦點,不是整體望遠鏡系統的焦點。
D✓ 正確
克卜勒望遠鏡為無焦系統(afocal system),物鏡後焦點與接目鏡前焦點重合,平行光入射後仍以平行光出射,整體系統的等效焦距為無限大,故焦點不存在。
克卜勒望遠鏡關鍵特性
| 項目 | 物鏡 | 接目鏡 | 整體系統 |
|---|
| 鏡片類型 | 凸透鏡(+) | 凸透鏡(+) | — |
| 焦距 | 長焦 f_o | 短焦 f_e | 無限大 |
| 焦點位置 | 後焦點在兩鏡間 | 前焦點與物鏡後焦點重合 | 不存在(afocal) |
| 鏡間距離 | — | — | d = f_o + f_e |
| 角放大率 | — | — | M = -f_o / f_e (倒立像) |
考生常誤選 C,以為兩鏡中間有倒立實像處就是「焦點」。但題目問的是「望遠鏡(整體系統)的焦點」,而非個別鏡片焦點。望遠鏡是 afocal system,設計上刻意讓兩焦點重合使系統無焦,這正是望遠鏡能觀察無窮遠物體的原理。