113學測自然 第21題 詳解
眼球成像・光學判讀 · 單選 · 題目出處:113 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)
答案(D) 遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像,在眼睛的視網膜上也是形成倒立實像看逐步解析 ↓
題目
眼球的主要結構及成像原理和相機類似。光進入眼球時,會經過「角膜」「瞳孔」與「水晶體」,「瞳孔」如同相機的光圈,可縮放以控制進光量的多寡;而「角膜」與「水晶體」如同相機鏡頭中的透鏡。最後成像在「視網膜」,如同相機的感光元件。下列敘述,何者正確?
(A) 進入眼球的光可在視網膜上成像,主要出於干涉現象
(B) 物體成像在視網膜的前方或後方,可配戴凹透鏡或凸透鏡來矯正,主要是利用光的繞射現象
(C) 若遠處物體的成像位置在相機的感光元件之前,可改用感光程度更高的元件,使影像由模糊變為清晰
(D) 遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像,在眼睛的視網膜上也是形成倒立實像
(E) 若成像模糊,照相機是調整鏡頭與感光元件的距離,而眼睛則只靠縮放瞳孔,使成像清晰
(A) 進入眼球的光可在視網膜上成像,主要出於干涉現象
(B) 物體成像在視網膜的前方或後方,可配戴凹透鏡或凸透鏡來矯正,主要是利用光的繞射現象
(C) 若遠處物體的成像位置在相機的感光元件之前,可改用感光程度更高的元件,使影像由模糊變為清晰
(D) 遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像,在眼睛的視網膜上也是形成倒立實像
(E) 若成像模糊,照相機是調整鏡頭與感光元件的距離,而眼睛則只靠縮放瞳孔,使成像清晰
逐步解析
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1
先抓題目在考什麼
這題在考眼球和相機的成像原理是否相同。關鍵不是進光量,而是「經過透鏡後,最後在感光面形成什麼樣的像」。 -
2
判斷成像性質
角膜與水晶體相當於會聚透鏡,遠方物體經折射後,會在焦平面附近形成實像。實像能落在視網膜上,也能落在相機的感光元件上,而且影像上下左右會顛倒,因此是倒立實像。 -
3
逐項排除干擾選項
(A) 錯。視網膜成像主要是折射與會聚,不是干涉。干涉要靠相干光,和眼球成像無關。
(B) 錯。近視、遠視的矯正是利用凹透鏡或凸透鏡改變光線會聚位置,原理是折射,不是繞射。
(C) 錯。感光元件只負責接收光訊號,無法把前方已經成在錯位置的像變清晰;影像清晰與否取決於成像位置是否對準感光面。
(E) 錯。相機可調鏡頭與感光元件距離來對焦,但眼睛除了瞳孔大小,還能靠睫狀肌調節水晶體曲率來改變焦距,不是只靠縮放瞳孔。 -
4
對應官方答案
因此,遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像,眼睛的視網膜上也同樣形成倒立實像,正確選項是 (D)。
答案
(D) 遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像,在眼睛的視網膜上也是形成倒立實像
關鍵觀念:#幾何光學 #成像 #視力矯正
常見卡點
最容易把「瞳孔會縮放」誤當成「眼睛對焦的主要方式」,或把「影像清晰」錯聯想到感光元件變靈敏。這題真正的對焦機制是水晶體調節焦距,成像原理是透鏡折射形成倒立實像。
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