109年:低視力學(3)

近視-10.0 D的低視力病患,在不戴眼鏡的情況下使用開普勒望遠鏡(目鏡+40 D,物鏡+10 D)時,只考慮屈光不正與望遠鏡之關係時,其整體的放大倍率應約為多少?

A3.1~3.5倍
B3.6~4倍
C4.1~4.5倍
D4.6~5倍

詳細解析

本題觀念:

近視患者不戴眼鏡使用開普勒望遠鏡時,由於未矯正屈光不正(uncorrected refractive error)透過望遠鏡的 vergence amplification(聚散度放大)效應,實際整體放大倍率會比名目放大率更高。

選項分析

基本資料:

  • 近視度數:10.00 D-10.00\text{ D}(不戴眼鏡)
  • 開普勒望遠鏡目鏡:+40 D+40\text{ D},物鏡:+10 D+10\text{ D}
  • 名目放大率:Mtel=Feye/Fobj=40/10=4×M_{tel} = F_{eye}/F_{obj} = 40/10 = 4\times

未矯正近視對 Keplerian 望遠鏡的效應:

近視患者的遠點(far point)在眼前有限距離,看遠處目標時,眼睛需要發散(divergent)光線才能聚焦。在不戴眼鏡的情況下使用望遠鏡,等效於在目鏡後方加入了屈光矯正,使目鏡的等效功率增加。對 Keplerian 系統而言,未矯正近視使有效目鏡功率(effective eyepiece power)增大:

Feye,eff=Feye+FRx=40+10=50 DF_{eye,eff} = F_{eye} + |F_{Rx}| = 40 + 10 = 50\text{ D}

因此整體放大倍率為:

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