110年:視覺光學

一副透光率為25%的黑色鏡片,其鏡片厚度為2 mm,在不考慮表面反射條件下,則鏡片的每1 mm厚度透光率為何?

A6%
B50%
C63%
D75%

詳細解析

本題觀念:

本題考查光線通過吸收性介質(鏡片)時的透光率計算,核心原理為 Beer-Lambert 定律(Beer-Lambert law)。當光通過均勻介質時,每單位厚度所允許通過的光比例固定,透光率呈幾何級數(乘法)關係,而非算術(加法)關係。

選項分析

已知條件:

  • 整片鏡片厚度 = 2 mm,總透光率 Ttotal=25%=0.25T_{total} = 25\% = 0.25
  • 不考慮表面反射
  • 求每 1 mm 厚度的透光率 T1T_{1}

根據 Beer-Lambert 定律,透光率與厚度的關係為:

Ttotal=T1nT_{total} = T_1^{\,n}

其中 nn 為總厚度除以單位厚度(此處 n=2n = 2)。

T12=0.25T_1^2 = 0.25

T1=0.25=0.50=50%T_1 = \sqrt{0.25} = 0.50 = 50\%

驗算:第一層 1 mm 透過 50%,第二層再透過 50%,總透光率 = 0.5×0.5=0.25=25%0.5 \times 0.5 = 0.25 = 25\%,與題目一致。

(A) 6% — 若 T1=0.06T_1 = 0.06,則 Ttotal=0.062=0.0036=0.36%T_{total} = 0.06^2 = 0.0036 = 0.36\%,遠低於 25%,不符合

(B) 50% — 計算結果,0.25=0.5=50%\sqrt{0.25} = 0.5 = 50\%正確。✅

**(C)

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