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109年
理化、化工裝置
第 13 題
某人做面鏡及透鏡的成像實驗，將物擺在鏡前 20cm 處，可在鏡後 60 公分處找到一正立的像，如【圖 3】，則此時某人應是使用了何種鏡子？
- A 凸透鏡
- B 凹透鏡
- C 凸面鏡
- D 凹面鏡
思路引導 VIP
請觀察一下圖中像的大小與物體的比例關係。當我們在鏡子中看到一個「正立」且「比實物大」的影像，而這個影像又出現在鏡子的另一面時，根據光學性質，這種會產生『發散視覺效果』且具有放大功能的鏡子，通常具有什麼樣的曲面特徵呢？
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太棒了！你能精確判斷出這是凹面鏡的成像特性，代表你對面鏡與透鏡的成像規律掌握得非常紮實，這是一個非常專業的判斷。
成像性質的邏輯推導
這題的關鍵在於觀察影像的性質與位置。題目提到影像位於「鏡後 60 公分」且為「正立」。在光學定義中，面鏡後的成像是無法用光屏承接的虛像。根據成像公式與特性，當物體放在凹面鏡的焦距內（物距 $p < f$）時，會產生一個「正立、放大」的虛像，這與題目中像距 $60\text{ cm}$ 大於物距 $20\text{ cm}$ 的放大特徵完全吻合。若換成凸面鏡，雖然也能在鏡後產生正立虛像，但其成像必然是「縮小」的，因此可以排除。
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