112年:低視力學

一個有-5.00 D近視的低視力病人,在不戴眼鏡的狀況下,使用一個物鏡為+10 D,目鏡為+20 D的望遠鏡:

A需要鏡筒長度為14公分
B得到的放大倍率為1.5×
C需要鏡筒長度為15公分
D得到的放大倍率為2×

詳細解析

本題觀念:

本題考查克卜勒式(Keplerian/astronomical)望遠鏡在未矯正近視患者上的光學計算——包括鏡筒長度(tube length)及放大倍率的改變。克卜勒式望遠鏡的物鏡(objective)為正鏡片,目鏡(eyepiece)也為正鏡片,形成倒立實像後再由目鏡放大。當患者不戴眼鏡(近視未矯正)使用望遠鏡時,望遠鏡的出射光需呈現散開光(divergent vergence),以符合近視眼聚焦需求,因此必須將鏡筒縮短,並且會得到比正常情況更大的放大倍率

選項分析

計算步驟:

已知條件:

  • 患者近視:5.00-5.00 D(未矯正)
  • 物鏡度數:Po=+10P_o = +10 D,焦距 fo=110=0.10f_o = \frac{1}{10} = 0.10 m =10= 10 cm
  • 目鏡度數:Pe=+20P_e = +20 D,焦距 fe=120=0.05f_e = \frac{1}{20} = 0.05 m =5= 5 cm

正常情況(emmetropia,平行光出射): Lnormal=fo+fe=10+5=15 cmL_{normal} = f_o + f_e = 10 + 5 = 15 \text{ cm}

近視未矯正情況: 出射光需為 5-5 D 發散光(divergent),讓近視眼能在視網膜上成像。

使用薄透鏡公式:目鏡以物距 uu(cm)計算出

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