113年:低視力學

低視力患者需要+24 D的閱讀眼鏡才能看得清楚,若想在25 cm較舒服的距離閱讀,則要搭配的閱讀鏡蓋(reading cap )及望遠鏡的放大倍率為多少?

A+3 D閱讀鏡蓋及8×望遠鏡
B+4 D閱讀鏡蓋及6×望遠鏡
C+5 D閱讀鏡蓋及5×望遠鏡
D+6 D閱讀鏡蓋及4×望遠鏡

詳細解析

本題觀念:

本題考查望遠鏡型助視器(telescope)加上閱讀鏡蓋(reading cap, RC)組成的望遠顯微鏡(telemicroscope)的光學計算。關鍵在於理解「閱讀鏡蓋決定工作距離,望遠鏡倍率補足剩餘放大需求」的概念,並依此計算適當的閱讀鏡蓋屈光度與望遠鏡倍率。

選項分析

本題為計算題,先推導正確答案後,再逐一說明各選項差異。

計算步驟:

Step 1:確定所需總等效屈光度

患者需要 +24 D 的閱讀眼鏡(spectacle magnifier),代表所需的等效近用屈光度為: Deq=+24 DD_{eq} = +24 \text{ D}

Step 2:閱讀鏡蓋(Reading Cap)決定工作距離

閱讀鏡蓋(RC)裝在望遠鏡物鏡前方,其焦距即為望遠顯微鏡的工作距離(working distance, WD): WD=1PRCWD = \frac{1}{P_{RC}}

患者希望在 25 cm 的距離閱讀,因此: PRC=10.25 m=+4 DP_{RC} = \frac{1}{0.25 \text{ m}} = +4 \text{ D}

Step 3:計算望遠鏡所需倍率

望遠顯微鏡的等效屈光度等於望遠鏡倍率(MTM_T)乘以閱讀鏡蓋的屈光度: Deq=MT×PRCD_{eq} = M_T \times P_{RC}

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