110年:視覺光學

假設光源在無限遠處,角膜前表面曲率半徑為7.60 mm,則Purkinje I 影像的位置相對角膜頂點有多遠?

A3.6 mm
B3.7 mm
C3.8 mm
D3.9 mm

詳細解析

本題觀念:

本題考查 Purkinje 第一影像(Purkinje Image I, PI) 的形成原理及位置計算。Purkinje I 影像是光線照射到角膜前表面(anterior corneal surface)時,角膜作為**凸面鏡(convex mirror)**所形成的虛像。當光源位於無限遠(平行光入射)時,影像形成在凸面鏡的焦點位置,即曲率半徑的一半處。

選項分析

已知條件:

  • 光源在無限遠(平行光,u=u = \infty
  • 角膜前表面曲率半徑 r=7.60 mmr = 7.60\text{ mm}
  • 角膜前表面對入射光而言相當於凸面鏡

凸面鏡公式: 1v+1u=2r\frac{1}{v} + \frac{1}{u} = \frac{2}{r}

光源在無限遠 uu \to \infty,故 1u=0\frac{1}{u} = 01v=2r=27.60\frac{1}{v} = \frac{2}{r} = \frac{2}{7.60} v=r2=7.602=3.80 mmv = \frac{r}{2} = \frac{7.60}{2} = 3.80\text{ mm}

影像位於角膜頂點後方(角膜內側)3.80 mm 處,為虛像。

(A) 3.6 mm:數值偏小,不符計算結果。

(B) 3.7 mm:數值偏小,不符計算結果。

(C) 3.8 mm

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