109年:視覺光學(2)

根據鏡片放大(spectacles magnification )的公式,下列敘述何者錯誤?

A對遠視的人而言,如果鏡片的頂點距離較長,則鏡片產生的影像放大愈明顯
B對遠視的人而言,如果鏡片的頂點距離固定,則鏡片的折射率愈大,產生的影像放大愈明顯
C對遠視的人而言,如果鏡片的頂點距離固定,則鏡片的前表面曲度(anterior surface curvature )愈大,產 生的影像放大愈明顯
D對遠視的人而言,如果鏡片的頂點距離固定,則鏡片的厚度(lens thickness )愈大,產生的影像放大愈 明顯

詳細解析

本題觀念:

鏡片放大率(spectacle magnification, SM)公式由兩個因子組成:功率因子(power factor)形狀因子(shape factor)。本題考查各參數(頂點距離、折射率、前表面曲度、鏡片厚度)對遠視眼配戴正鏡片時影像放大的影響方向,其中折射率與放大率的關係最容易混淆。

選項分析

(A) ✅ 正確陳述 — 頂點距離(vertex distance)增大 → 功率因子增大 → 正鏡片(遠視)放大更明顯。公式:Power Factor=11hFv\text{Power Factor} = \frac{1}{1 - h \cdot F_{v}}hh 增大,分母減小,功率因子增大。

(B)錯誤陳述(本題答案) — 折射率(refractive index)愈大,鏡片可做得愈薄,形狀因子(shape factor)中的 tn\frac{t}{n} 項(中心厚度/折射率)數值減小,因此整體放大率降低,而非增大。高折射率材料(如 n=1.74)比標準材料(n=1.50)薄約 50%,放大效果反而更不明顯。

(C) ✅ 正確陳述 — 前表面曲度(anterior surface power F1F_1)增大 → 形狀因子 $\text{SF} = \frac{1}{1 - \frac{t}{n} F_1

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