114年:視覺光學
鏡片阿貝數(Abbe number )越高表示:
A球面像差越高
B球面像差越低
C色像差越高
D色像差越低
詳細解析
本題觀念:
阿貝數(Abbe number),又稱 V 值或色散係數,是衡量光學材質色散程度的指標。阿貝數越高,材質色散越小,色像差(chromatic aberration)越低。
選項分析
(A) 球面像差越高 — 錯誤。阿貝數與球面像差(spherical aberration)無直接關係;球面像差由鏡片形狀與球面設計有關,並非由材質色散決定。
(B) 球面像差越低 — 錯誤。同上,阿貝數描述色散而非球面像差。
(C) 色像差越高 — 錯誤。阿貝數定義為 ,分母為色散大小;阿貝數越大,分母(色散)越小,故色像差越低,而非越高。
(D) 色像差越低 ✓ — 正確。阿貝數越高,表示材質對不同波長光線的折射率差異越小(色散越小),因此不同顏色光線聚焦位置越一致,色像差越低。
答案解析
阿貝數定義公式:
- :黃光(589 nm,Fraunhofer d 線)折射率
- :藍光(486 nm,Fraunhofer F 線)折射率
- :紅光(656 nm,Fraunhofer C 線)折射率
分母 代表材質的色散量(不同波長折射率差值)。
- 阿貝數越高 → 分母越小 → 色散越小 → 不同顏色光線折射差異越小 → 色像差越低
- 阿貝數越低 → 色散越大 → 色像差越高
常見鏡片材質比較:
| 材質 | 折射率 | 阿貝數 | 色像差 |
|---|---|---|---|
| CR39 | 1.498 | 58 | 低(優良) |
| 冕牌玻璃 | 1.523 | 59 | 低 |
| Trivex | 1.532 | 45 | 中 |
| Polycarbonate | 1.586 | 30 | 高(較差) |
| 高折射率 1.74 | 1.74 | ~33 | 高 |
臨床上,阿貝數 > 40 時人眼通常不易察覺色像差;阿貝數 < 35(如 Polycarbonate)部分患者在周邊視野可見彩色邊緣(color fringing)。
答案為 (D)。
核心知識點
- 阿貝數 = 衡量色像差的指標:越高越好,代表色散越小。
- 阿貝數與折射率呈反比趨勢:高折射率材質通常阿貝數較低(色像差較大),這是光學材質設計的基本取捨。
- 球面像差 vs. 色像差區分:球面像差由鏡片幾何形狀(球面/非球面設計)決定;色像差由材質折射率隨波長變化(色散)決定,以阿貝數量化。
- 臨床應用:建議高度數患者選擇阿貝數較高的材質(如 CR39 或 Trivex),以減少周邊色像差干擾視覺品質。