112年:視覺光學
有關彗星像差(coma)的敘述,何者錯誤?
A大多數是因光線傾斜於光軸產生
B光束的寬度不會影響像差大小
C可分成正彗星像差和負彗星像差
D可調整透鏡弧度減少像差
詳細解析
本題觀念:
彗星像差(coma aberration)是一種單色像差,主要發生於光線從偏軸(off-axis)方向以斜角入射光學系統時,不同孔徑帶(zone)的光線具有不同的橫向放大率,導致影像呈彗星狀(comet shape)。本題為反向題,問何者錯誤。
選項分析
(A) 大多數是因光線傾斜於光軸產生 ✅(正確陳述,不是答案) 彗星像差是典型的偏軸像差(off-axis aberration),當光線以斜角(不平行於光軸)穿過鏡片時才會顯著出現,此敘述正確。
(B) 光束的寬度不會影響像差大小 ❌(錯誤陳述,本題答案) 這是錯誤的。彗星像差的大小與光束孔徑(aperture / beam width / pupil size)高度相關。具體而言,彗星模糊圈的直徑與射線帶的高度(pupil zone height)的平方成正比。光束越寬(瞳孔越大),來自周邊帶的光線偏差越大,彗星像差越嚴重。縮小孔徑可有效減少彗星像差,這也是攝影中「縮光圈可改善彗星像差」的光學原理。
(C) 可分成正彗星像差和負彗星像差 ✅(正確陳述,不是答案) 彗星像差確實分為正、負兩種:
- 正彗星像差(positive coma):周邊光線聚焦於更遠離光軸處,彗尾朝外
- **負彗星像差(negative coma)
...(解析預覽)...

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