110年:視覺光學

以模型眼(schematic eye )來計算,從前表面測量有+5.00 DS 的軸性遠視,則眼軸長為何?假設模型眼曲率半徑是5.55 mm,空氣和房水的折射率(refractive index )分別為1.000和1.333

A22.22 mm
B23.50 mm
C24.24 mm
D20.51 mm

詳細解析

本題觀念:

本題考核「簡化模型眼(reduced schematic eye)」的光學計算,特別是**軸性遠視(axial hyperopia)**時眼軸長的推算。簡化模型眼將眼球所有屈折力集中在一個等效折射面(前表面),利用折射率和曲率半徑求出屈折力,再據此求眼軸長。

選項分析

第一步:計算模型眼的屈折力(P)

使用折射面屈折力公式:

P=n2n1rP = \frac{n_2 - n_1}{r}

其中:

  • n1=1.000n_1 = 1.000(空氣)
  • n2=1.333n_2 = 1.333(房水/玻璃體)
  • r=5.55 mm=0.00555 mr = 5.55 \text{ mm} = 0.00555 \text{ m}

P=1.3331.0000.00555=0.3330.00555=+60.00 DP = \frac{1.333 - 1.000}{0.00555} = \frac{0.333}{0.00555} = +60.00 \text{ D}

第二步:正視眼的眼軸長(驗算用)

正視眼的二次焦距(image-side focal length)即為眼軸長:

f=n2P=1.33360=0.02222 m=22.22 mmf' = \frac{n_2}{P} = \frac{1.333}{60} = 0.02222 \text{ m} = 22.22 \text{ mm}

第三步:+5.00 D 軸性遠視的眼軸長

軸性遠視的屈折力正常(+60 D),但眼軸短於正視眼,遠方平行光聚焦點落在視網

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