111年:視覺光學

當光線進入以下材料鏡片時,在何者的行進速度最慢?

A冕牌玻璃
B塑膠鏡片CR39
C聚碳酸酯鏡片
DTrivex鏡片

詳細解析

本題觀念:

光線在介質中的行進速度與該介質的折射率(refractive index, n)成反比。折射率定義為 n=c/vn = c/v,其中 cc 為光在真空中的速度,vv 為光在介質中的速度。折射率越高,光線行進速度越慢。因此,本題考查考生對四種常見鏡片材料折射率大小的掌握。

選項分析

(A) 冕牌玻璃(Crown glass) 冕牌玻璃是傳統光學眼鏡玻璃,折射率約為 1.523。Abbe 值高(約 58-59),色散少,光學品質佳,但較重且易碎。

(B) 塑膠鏡片 CR-39 CR-39(Columbia Resin #39)是最常見的塑膠鏡片材料,折射率約為 1.498–1.504,是四種選項中折射率最低者,光線在其中行進速度最快。Abbe 值約 58,光學品質與冕牌玻璃相當,重量約為玻璃的一半。

(C) 聚碳酸酯鏡片(Polycarbonate) ✅ 正確答案 聚碳酸酯鏡片折射率為 1.586,是本題四種材料中最高者。依 v=c/nv = c/n 原理,折射率最高即光線行進速度最慢。另需注意其 Abbe 值較低(約 30),色散較明顯,但其極佳的抗衝擊性及輕量特性使其廣泛用於兒童及運動鏡片。

(D) Trivex 鏡片 Trivex 折射率約為 1.532,介於冕牌玻璃與聚碳酸酯之間。Abb

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