110年:視覺光學

一個病人原先是戴著+8.00 DS 球面透鏡(頂點距離是12 mm),他因為接受鼻樑手術需更換新的眼鏡,新眼鏡的頂點距離為22 mm,新眼鏡的度數為何?

A+7.11 DS
B+7.41 DS
C+8.25 DS
D+8.51 DS

詳細解析

本題觀念:

本題考察頂點距離補償(vertex distance compensation)。當眼鏡頂點距離改變時,鏡片度數需重新計算,確保光學焦點仍落在眼睛相同位置。此概念尤其重要於高度數鏡片(通常 ≥ ±4.00 D 即需考量)。

選項分析

基本原理: 對於物在無限遠的光源,鏡片產生的焦點(secondary focal point)位於鏡片後方 f=1/Ff = 1/F 距離處。不論眼鏡架在何處,最終焦點必須落在眼睛視網膜(或等效視網膜平面)的相同位置。

計算步驟

  • 舊鏡片:F1=+8.00F_1 = +8.00 D,d1=12d_1 = 12 mm,焦距 f1=1/8.00=125f_1 = 1/8.00 = 125 mm
  • 舊鏡片的焦點距角膜頂點 = 12512=113125 - 12 = 113 mm(焦點在角膜後方 113 mm 處)
  • 新鏡片:d2=22d_2 = 22 mm,焦點仍需在角膜後方 113 mm 處
  • 新鏡片焦距 = 從新鏡片到焦點的距離 = 113+22=135113 + 22 = 135 mm

注意:新鏡片比舊鏡片距角膜更遠(22 mm > 12 mm),因此焦點在新鏡片後方需要更長的距離。

F2=1f2=1000135 mm+7.41 DSF_2 = \frac{1}{f_2} = \frac{1000}{135 \text{ mm}} \approx +7.41 \text{ DS}

**驗算(代入公

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