114年:視覺光學
關於稜鏡的敘述，下列何者錯誤？
A稜鏡具有屈光力
B光線會朝向稜鏡的基底偏移
C經由稜鏡形成的影像皆是虛像
D影像會往稜鏡的頂點移動
詳細解析
本題觀念：
稜鏡（prism）的光學特性：反向題（問「何者錯誤」）
稜鏡是一種折射性光學元件，光線通過三角形玻璃體時發生偏折，但不改變光線的聚散度（vergence），因此不具屈光力（refractive power）。
選項分析
(A) 稜鏡具有屈光力 ❌（這是錯誤陳述） 稜鏡不具屈光力（no refractive power）。稜鏡僅偏折光線方向，不改變光線的聚散度（convergence/divergence），故無法矯正近視、遠視或散光。稜鏡以「稜鏡度（prism diopter, Δ）」計量，而非以「屈光度（diopter, D）」計量。此為本題答案。
(B) 光線會朝向稜鏡的基底偏移 ✅（正確陳述） 這是稜鏡最基本的光學定律：光線（incident ray）通過稜鏡後，偏折方向朝向基底（base）。這一特性是稜鏡矯正斜視的基礎。
(C) 經由稜鏡形成的影像皆是虛像 ✅（正確陳述） 稜鏡形成的影像是直立的虛像（upright virtual image），位移方向朝頂點（apex）。稜鏡不聚焦光線，故所成之像為虛像，不能投影在屏幕上。
(D) 影像會往稜鏡的頂點移動 ✅（正確陳述） 雖然光線偏向基底，但影像（image）的視覺位移方向是朝向頂點（apex）。這是因為觀察者以為光是沿直線傳播的，所以看到的影像被感知為偏向頂點側。光線偏 base → 影像偏 apex，兩者方向相反。
答案解析
正確答案為 (A)（本題問「何者錯誤」）。
稜鏡沒有屈光力是關鍵概念：
- 稜鏡兩個折射面是平面（flat surfaces），不像透鏡有曲面，故對光線的收斂或發散無作用
- 平行光束通過稜鏡後仍為平行光束，只是方向改變（偏折）
- 因此無法改變焦距，不具屈光度（D）
- 稜鏡唯一的功能是偏折光線方向（displacement/deviation），而非聚焦
對比記憶：
| 特性 | 稜鏡（Prism） | 透鏡（Lens） |
|---|---|---|
| 屈光力 | ❌ 無 | ✅ 有（+/−D） |
| 改變 vergence | ❌ 不改變 | ✅ 改變 |
| 影像類型 | 虛像、直立 | 視透鏡種類而定 |
| 光線偏向 | 朝基底（base） | — |
| 影像偏向 | 朝頂點（apex） | — |
核心知識點
- 稜鏡無屈光力：不改變光線聚散度，無法矯正屈光不正
- 光線偏向基底（base）：這是光的折射遵循 Snell's Law 的結果
- 影像偏向頂點（apex）：光線偏向基底，視覺感知影像在相反方向（頂點側）
- 稜鏡成像：直立（erect）虛像（virtual image），不放大也不縮小
- 稜鏡測量單位：稜鏡度（Δ，prism diopter），定義為 1 m 距離偏移 1 cm