112年:視覺光學

手工中和鏡片度數時(hand neutralization ),若手持圓柱鏡片-2.00 DC 置於眼前,當透鏡與人眼的距離小於其焦距,觀察一條垂直線,不可能看到下列何種變化?

A透鏡內的影像移動和鏡片水平移動方向相反
B透鏡內的影像不隨著鏡片移動
C透鏡內的影像在鏡片中央和周邊部分的位移程度不同
D透鏡內的影像會傾斜

詳細解析

本題觀念:

本題考查手工中和法(hand neutralization)觀察圓柱鏡片(-2.00 DC)時影像的運動行為,特別是透鏡與眼睛的距離小於焦距(即物體在焦距以內)的情況下,透過圓柱鏡片觀察垂直線的可能與不可能的變化。

圓柱鏡片(-2.00 DC)只在某一主要子午線(principal meridian)上有屈光力(-2.00D),在垂直子午線上度數為 0。因此圓柱鏡是「只在一個方向有度數的透鏡」。

本題問「不可能看到」的變化,即問在此情況下哪個現象不會發生

選項分析

(A) 透鏡內的影像移動和鏡片水平移動方向相反 ← 答案(不可能發生) -2.00 DC 是負度數圓柱鏡(凹透鏡性質)。負度數鏡片的基本特性:影像移動方向與鏡片移動方向相同(順動,with movement)。只有正度數(凸透鏡)才產生「逆動(against movement)」,即影像移動方向與鏡片移動方向相反。因此,選項 A 描述的「影像移動和鏡片移動方向相反(逆動)」對於 -2.00 DC 來說不可能出現。

(B) 透鏡內的影像不隨著鏡片移動 ✅ 可能發生 這描述的是「中和(neutralization)」現象。對 -2.00 DC 而言,在圓柱鏡片的零度數子午線(軸向)方向移動鏡片時,影像確實不隨鏡片移動

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