111年:視覺光學

使用球面計(lens clock )測量鏡片(n=1.74)的表面,讀數顯示-8.00 DS,假設此球面計讀數設定為折射率1.53使用,此鏡片表面屈光度為何?

A-11.17 DS
B-10.69 DS
C-9.10 DS
D-8.17 DS

詳細解析

本題觀念:

本題考察球面計(lens clock)在不同折射率鏡片上的讀數校正。球面計(又稱鏡面計、鏡度計)是藉由測量鏡片表面弧度來推算表面屈光力的儀器,其讀數是針對特定折射率(通常為冕牌玻璃,n = 1.523)所校正的。當測量的鏡片折射率與球面計校正折射率不同時,必須進行折射率修正,才能得到鏡片表面的真實屈光力。

校正公式推導:

球面計測量的是鏡片表面的曲率半徑 r,此值與材質無關。從球面計讀數(依校正折射率 nc=1.53n_c = 1.53)反推曲率半徑:

r=nc1Dmeasured=1.5318.00=0.538.00r = \frac{n_c - 1}{D_{\text{measured}}} = \frac{1.53 - 1}{-8.00} = \frac{0.53}{-8.00}

再以鏡片實際折射率(nactual=1.74n_{\text{actual}} = 1.74)計算真實表面屈光力:

Dactual=nactual1r=1.741rD_{\text{actual}} = \frac{n_{\text{actual}} - 1}{r} = \frac{1.74 - 1}{r}

合併兩式,得到折射率修正公式

Dactual=Dmeasured×nactual1nc1D_{\text{actual}} = D_{\text{measured}} \times \frac{n_{\text{actual}} - 1}{n_c - 1}

選項分析

代入數值計算:

...(解析預覽)...