113年:視覺光學
有關色散(dispersion )基本概念之敘述,下列何者錯誤?
A正常人眼可感知的可見光波長介於380~780 nm
B色像差(chromatic aberration )之產生,是由於眼內光學介質的折射率會隨著可見光波長增加而增加
C較短波長之藍光會較紅光來得更容易折射
D不同波長可見光的相對亮度(Relative luminosity )可以“V(λ)Function” 來表示
詳細解析
本題觀念:
色散(dispersion)與色像差(chromatic aberration)的基本原理,以及折射率與波長的關係。
選項分析
本題為反向題(問「何者錯誤」),用 ✅ 標記正確陳述,❌ 標記錯誤陳述(= 答案)。
(A) ✅ 正確。正常人眼可感知的可見光波長介於 380~780 nm,此為國際照明委員會(CIE)的標準定義,也是 V(λ) 函數的橫軸範圍。
(B) ❌ 錯誤(本題答案)。色像差的成因是光學介質(玻璃等)的折射率隨波長增加而減少,而非增加。這種現象稱為「正常色散(normal dispersion)」——短波長(藍光)的折射率高於長波長(紅光)的折射率,因此藍光偏折角度更大,聚焦點比紅光更靠近鏡片,導致不同顏色無法聚焦在同一點,形成色像差。
(C) ✅ 正確。藍光(短波長)比紅光(長波長)更容易折射(偏折角更大),原因正是藍光的折射率較高。這也是稜鏡將白光分散成彩虹的物理根據。
(D) ✅ 正確。相對亮度函數 V(λ) function(又稱視覺靈敏度函數或明視效率函數)正是用來描述人眼對不同波長可見光的相對感知亮度。明視覺(photopic vision)峰值在 555 nm(黃綠色),暗視覺(scotopic vision)峰值在 507 nm。
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