113年:視覺光學

一患者的遠點為眼前20公分,若患者的屈光不正為軸性的屈光不正,眼球屈折力為+60.00 DS ,眼內折射率為1.333,則此患者眼軸長度為何?

A20.51 mm
B22.22 mm
C24.24 mm
D26.61mm

詳細解析

本題觀念:

本題考驗利用簡化眼(reduced eye)模型,根據遠點位置、眼球屈折力與眼內折射率計算眼軸長度。屬於軸性近視(axial myopia)的光學計算題。

選項分析

已知條件

  • 遠點(far point):眼前 20 cm = 0.20 m
  • 眼球屈折力(F):+60.00 DS
  • 眼內折射率(n'):1.333
  • 屈光介質(眼外空氣)折射率(n):1.0

物理原理

在簡化眼模型中,所有屈光力集中在單一折射面(角膜頂點),使用折射公式:

nvnu=F\frac{n'}{v} - \frac{n}{u} = F

其中:

  • nn = 入射介質折射率(空氣 = 1.0)
  • nn' = 折射介質折射率(眼內 = 1.333)
  • uu = 物距(遠點到主面,取負號,u=0.20u = -0.20 m)
  • vv = 像距(眼軸長度)
  • FF = 眼球屈折力 = +60.00 D

代入計算

1.333v1.00.20=60\frac{1.333}{v} - \frac{1.0}{-0.20} = 60

1.333v+5=60\frac{1.333}{v} + 5 = 60

1.333v=55\frac{1.333}{v} = 55

v=1.33355=0.02424 m=24.24 mmv = \frac{1.333}{55} = 0.02424 \text{ m} = 24.24 \text{ mm}

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