109年:視覺光學(3)

有關眼鏡片像差光學特性的敘述,下列何者錯誤?

A球面像差與彗星像差皆取決於鏡片的形狀因子
B當光線傾斜於鏡片的光軸入射時,則會產生彗星像差
C離軸物體所發出的光線若通過鏡片中心,則不會產生斜向散光
D若球面眼鏡片的中心與周邊區域所產生的橫向放大率不同時,則會導致畸變產生

詳細解析

本題觀念:

眼鏡片像差(lens aberrations)是驗光光學的重要理論,包含球面像差(spherical aberration)、彗星像差(coma)、斜向散光(oblique astigmatism)、場曲(field curvature)和畸變(distortion)。本題考查各類像差的成因與特性,是反向題(問何者「錯誤」)。

選項分析

(A) 球面像差與彗星像差皆取決於鏡片的形狀因子 ✅ 正確陳述 形狀因子(shape factor)描述鏡片的彎曲程度。球面像差(spherical aberration)是光軸上物點的像差,其大小受形狀因子影響,可透過選擇最佳形狀因子使球面像差最小化。彗星像差(coma)同樣與形狀因子及鏡片的彎曲形式相關,調整形狀因子可減少彗星像差。兩者皆由形狀因子決定,此陳述正確。

(B) 當光線傾斜於鏡片的光軸入射時,則會產生彗星像差 ✅ 正確陳述 彗星像差(coma)是「斜向球面像差」(oblique spherical aberration)的一種,當光線以一定角度傾斜於光軸入射鏡片時,軸外物點所成的像會因離軸入射而產生彗星狀(comet-shaped)的模糊,光點不對稱地延展,形如彗星尾巴。此陳述正確。

(C) 離軸物體所發出的光線若通過鏡片中心,則不會產生斜向散光 ❌ **錯誤

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