111年:視覺光學
夜間近視(night myopia )是因為環境昏暗影響瞳孔放大,使入射光聚在視網膜上的光斑擴散變大,此現象屬於那一種像差?
A球面像差(spherical aberration )
B彗星像差(coma aberration )
C畸變(distortion )
D橫向色像差(lateral chromatic aberration )
詳細解析
本題觀念:
夜間近視(night myopia)是在昏暗環境下眼睛出現輕度近視化的現象。題目指出:環境昏暗 → 瞳孔放大(瞳孔散大,mydriasis)→ 入射光的光斑在視網膜上擴散變大。這個光斑擴散的現象是因為瞳孔放大後,通過周邊光學區域的光線無法和中心光線聚焦在同一點,此即**球面像差(spherical aberration)**的表現。
選項分析
(A) 球面像差(spherical aberration) 正確。球面像差是指光線通過球形光學系統(如眼睛的角膜和晶狀體)時,通過中心區域(paraxial rays)和周邊區域(marginal rays)的光線焦點位置不同,導致無法在視網膜上形成單一清晰焦點。
在昏暗環境中:
- 瞳孔散大(pupil dilation)→ 周邊光線大量進入
- 人眼通常具有正向球面像差(positive spherical aberration):周邊光線比中心光線折射更強,聚焦在視網膜前方
- 結果:等效於輕度近視,在視網膜上形成擴散的光斑(blur circle),即夜間近視
(B) 彗星像差(coma aberration) 錯誤。彗星像差(coma)是指離軸光線(off-axis rays)通過光學系統時,成像呈彗星形狀拖尾的現象,與軸上光線通過不同孔徑有關。夜間近視主要涉及**軸上(on-ax
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