114年:視覺光學

【題組:請依序回答下列五題。原題: +3.00DS/+3.00DC ×090跟-3.00DS/+6.00DC ×180的兩個柱狀鏡片緊密接合疊加的等效球面鏡當量為多少?】 (第3題) 這兩個柱狀鏡緊密疊加後,在透鏡組合前方1公尺放置一個點狀物體,最近跟最遠的成像線是分別距離透鏡組合為何?

A最近為14公分;最遠為25公分
B最近為200公分;最遠為500公分
C最近為17公分;最遠為33公分
D最近為20公分;最遠為50公分

詳細解析

本題觀念:

本題考「史特姆錐體(Conoid of Sturm)」中兩條焦線的成像位置計算。兩個柱狀鏡緊密疊加後,形成一個球柱鏡系統;針對物體在透鏡前方1公尺處,需分別對兩個主子午面計算聚散度,求出兩條焦線各自的像距。

背景說明(第22–24題共用情境):兩個柱狀鏡分別為 +3.00DC×180+6.00DC×090。疊加後的度數請見第24題(+6.00DS/−3.00DC×090),其功率十字(power cross)為:子午面090(垂直)= +3.00D;子午面180(水平)= +6.00D

選項分析

計算過程

物體在透鏡前方1公尺,入射聚散度(incident vergence): L=11m=1.00DL = -\frac{1}{1\,\text{m}} = -1.00\,\text{D}

子午面090方向(度數 = +3.00D)——產生焦線1(平行於垂直方向): L=L+F=1.00+3.00=+2.00DL' = L + F = -1.00 + 3.00 = +2.00\,\text{D} 像距=12.00=0.50m=50公分\text{像距} = \frac{1}{2.00} = 0.50\,\text{m} = 50\,\text{公分}

子午面180方向(度數 = +6.00D)——產生焦線2(平行於水平方向):

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