111分科測驗物理 第10題 詳解

如圖 3a 所示，在失重的太空站上，水滴（折射率 $n'=4/3$）與空氣泡（折射率 $n=1$）可形成同心的圓球透鏡。當平行於光軸 $OA$ 的近軸光線，由空氣入射通過半徑為 $R$ 的實心水球後，會通過焦點 $F$，$\overline{OF}=2R$，如圖 3b 所示；反之，平行的近軸光線由水中入射通過半徑為 $R$ 的空氣泡後，會發散而使光線在向後延伸後通過 $F'$，$\overline{OF'}=3R/2$，如圖 3c。因此有空氣泡的水球，就類似於豎立於 $O$，外圈為會聚、內圈為發散的薄透鏡。若如圖 3a，一物體在有氣泡的水球左側遠處，發出近軸的光，則人眼在圖 3a 右側遠處沿著光軸望向此有氣泡的水球時，所看到該物體的像為下列何者？注意：即使氣泡球換為不透明的圓球，外圈的水球還是能夠完整成像的。
(A) 只有正立虛像
(B) 只有倒立虛像
(C) 只有正立實像
(D) 只有倒立實像
(E) 既有正立虛像，也有倒立實像