109年:視覺光學(2)

有關三稜鏡的物理特性,下列何者有誤?

A光束穿過稜鏡引起的偏移效果與稜鏡的擺放方式有關
B光束穿過稜鏡時會往基底(base)的方向折射
C透過稜鏡觀看物體,物體會往鏡尖(apex)方向偏移
D形狀完全相同的兩個稜鏡不會因為折射率不同造成不同的稜鏡效應

詳細解析

本題觀念:

本題考查眼科稜鏡(ophthalmic prism)的基本物理特性,包括光線折射方向、物像位移關係、以及折射率對稜鏡效應的影響。

選項分析

(本題問「何者有誤」,用 ✅ 標記正確陳述,❌ 標記錯誤陳述)

(A) 「光束穿過稜鏡引起的偏移效果與稜鏡的擺放方式有關」

正確。稜鏡的持拿位置(position)顯著影響實際稜鏡效應:

  • 普倫提斯位置(Prentice position):稜鏡後表面垂直於視軸(玻璃稜鏡校準用)
  • 最小偏移位置(minimum deviation position):入射角 = 出射角(塑膠稜鏡條校準用)
  • 正面位置(frontal position):稜鏡正面垂直於視軸

三種持拿方式產生的偏移效果不同,例如 40Δ 玻璃稜鏡在正面位置持拿僅產生 ~32Δ 效果。選項A陳述正確。

(B) 「光束穿過稜鏡時會往基底(base)的方向折射」

正確。這是稜鏡光學的基本定律:光線通過稜鏡時,由於稜鏡材質折射率 > 空氣,光線在稜鏡兩個斜面發生折射,合力使光線向基底(底部,較厚端)偏折。這與「光往光密介質折射」的物理原理一致。

(C) 「透過稜鏡觀看物體,物體會往鏡尖(apex)方向偏移」

正確。光線向基底偏折,但觀察者沿著偏

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