111年:視覺光學

某一鏡片的單一表面反射率為5%,則此一鏡片的折射率最接近下列何者?

A1.50
B1.57
C1.60
D1.67

詳細解析

本題觀念:

本題考查費涅耳反射公式(Fresnel reflection formula)的應用。當光線從空氣(n1=1.0n_1 = 1.0)以正向入射(normal incidence)到鏡片表面時,反射率(reflectance, RR)與鏡片折射率(refractive index, nn)的關係可由費涅耳公式計算,從而反推折射率。

選項分析

正向入射費涅耳反射公式:

R=(n1n+1)2R = \left(\frac{n - 1}{n + 1}\right)^2

其中 n1=1.0n_1 = 1.0(空氣),n2=nn_2 = n(鏡片),正向入射無 s/p 偏振差異。

代入 R=5%=0.05R = 5\% = 0.05

0.05=(n1n+1)20.05 = \left(\frac{n - 1}{n + 1}\right)^2

0.05=n1n+1\sqrt{0.05} = \frac{n - 1}{n + 1}

0.2236=n1n+10.2236 = \frac{n - 1}{n + 1}

0.2236(n+1)=n10.2236(n + 1) = n - 1

0.2236n+0.2236=n10.2236n + 0.2236 = n - 1

1+0.2236=n0.2236n1 + 0.2236 = n - 0.2236n

1.2236=0.7764n1.2236 = 0.7764n

n=1.22360.77641.576n = \frac{1.2236}{0.7764} \approx 1.576

**各

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