110年:視覺光學

王女士的角膜前表面曲率半徑為7.7 mm,後表面曲率半徑為6.8 mm,角膜厚度為0.5 mm,房水折射率為1.336,角膜折射率為1.376,則角膜屈折力為何?

A42.63 D
B43.05 D
C43.47 D
D43.89 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查角膜屈折力的精確計算。角膜為一厚透鏡(thick lens),擁有前表面(空氣/角膜界面)與後表面(角膜/房水界面)兩個屈光介面,需用高斯厚透鏡公式(Gaussian thick lens formula)求解總屈折力,而非簡化的薄透鏡公式。

選項分析

已知條件:

  • 角膜前表面曲率半徑 r1=7.7 mm=0.0077 mr_1 = 7.7\ \text{mm} = 0.0077\ \text{m}
  • 角膜後表面曲率半徑 r2=6.8 mm=0.0068 mr_2 = 6.8\ \text{mm} = 0.0068\ \text{m}
  • 角膜厚度 d=0.5 mm=0.0005 md = 0.5\ \text{mm} = 0.0005\ \text{m}
  • 房水折射率 naq=1.336n_{aq} = 1.336
  • 角膜折射率 nc=1.376n_{c} = 1.376
  • 空氣折射率 nair=1.000n_{air} = 1.000

Step 1:計算前表面屈折力 P1P_1

P1=ncnairr1=1.3761.0000.0077=0.3760.0077=48.83 DP_1 = \frac{n_c - n_{air}}{r_1} = \frac{1.376 - 1.000}{0.0077} = \frac{0.376}{0.0077} = 48.83\ \text{D}

Step 2:計算後表面屈折力 P2P_2

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