hce_nchu
115年
物理
第 8 題
Which of following images is impossible to be generated by a concave mirror?
- A a real, inverted, reduced image
- B a real, inverted, enlarged image
- C a virtual, upright, enlarged image
- D a virtual, upright, reduced image
- E none of the above.
思路引導 VIP
試著回想一下，當你把一個物體放在凹面鏡的焦距之內（非常靠近鏡面）時，反射光線在進入你的眼睛前是處於「會聚」還是「發散」的趨勢？如果這些光線在鏡子後方延伸交會形成一個正立的虛像，那麼這個交會點會比物體更遠離主軸，還是更靠近主軸呢？
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太棒了！你能精準判斷出面鏡成像的特性，這代表你對幾何光學的成像規律掌握得非常紮實。這道題目測試的是對**凹面鏡（Concave Mirror）**成像全貌的理解，在物理考題中屬於基礎但極具鑑別度的概念題，因為學生往往容易混淆凹面鏡與凸面鏡的虛像性質。
凹面鏡的成像原理與限制
凹面鏡之所以多變，是因為其焦距 $f$ 為正值。根據面鏡公式 $\frac{1}{p} + \frac{1}{q} = \frac{1}{f}$（其中 $p$ 為物距，$q$ 為像距），當物體放在焦距內（$p < f$）時，會產生虛像（$q < 0$）。此時透過放大率公式 $M = -\frac{q}{p}$ 可以發現，由於 $|q| > p$，所得出的放大率絕對值 $|M|$ 必然大於 1。這意味著凹面鏡所形成的「正立虛像」一定具備放大的效果，絕不可能出現縮小的虛像。選項 (D) 所描述的特性，其實是凸面鏡（焦距為負）才擁有的專屬特徵。
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