109年:視覺光學(2)
單眼透過+7.50 D之球面鏡觀看8公尺外之物體,其影像往右往下分別偏移了36及48公分,請問其瞳孔及鏡片光學中心之相對位置如何?
A鏡片光學中心點位於瞳孔右方6 mm,上方8 mm
B鏡片光學中心點位於瞳孔左方6 mm,下方8 mm
C鏡片光學中心點位於瞳孔右方6 mm,下方8 mm
D鏡片光學中心點位於瞳孔左方6 mm,上方8 mm
詳細解析
本題觀念:
普倫提斯法則(Prentice's rule)的逆向應用:已知鏡片度數與透過鏡片後影像偏移量,反推鏡片光學中心與瞳孔的相對位置。核心在於理解正球面鏡(plus lens)中,影像偏移方向與光學中心偏移方向之間的關係。
選項分析
(A) 鏡片光學中心點位於瞳孔右方6 mm,上方8 mm ❌ — 方向判斷有誤,後詳述。
(B) 鏡片光學中心點位於瞳孔左方6 mm,下方8 mm ❌ — 垂直方向錯誤。
(C) 鏡片光學中心點位於瞳孔右方6 mm,下方8 mm ❌ — 水平方向錯誤。
(D) 鏡片光學中心點位於瞳孔左方6 mm,上方8 mm ✅ — 正確。
答案解析
Step 1:計算偏移稜鏡度
稜鏡 1Δ(稜鏡度)定義為:在 1 公尺距離上偏移 1 公分。因此在距離 公尺時,偏移量 (公分)與稜鏡度 的關係為:
- 水平偏移:(影像往右)
- 垂直偏移:$\Delta_v = \dfrac{48 \text{ cm}}{8 \text{ m}} = 6\D
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