109年:視覺光學(2)

當一個鏡片材質有較大的折射係數,下列何者錯誤?

A表示光線在該物質中行進速度較快
B該鏡片折射的能力較強
C以該材質做出的鏡片可以較薄
D與鏡片的硬度不一定相關

詳細解析

本題觀念:

折射率(refractive index)決定光線在介質中的速度與折射能力。折射率越高,光在該材質中的速度越慢、折射能力越強,且可以做出更薄的鏡片。本題為反向題(問「何者錯誤」)。

選項分析

(A) 「表示光線在該物質中行進速度較快」— ❌ 錯誤(此為答案)。折射率(nn)的定義為 n=c/vn = c/v,其中 cc 為真空中光速,vv 為光在介質中的速度。折射率越大,光速越慢,不是越快。

(B) 「該鏡片折射的能力較強」— ✅ 正確。高折射率材質使光線彎折角度更大,折射能力更強(依 Snell's law:n1sinθ1=n2sinθ2n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2n2n_2 越大,折射角越小)。

(C) 「以該材質做出的鏡片可以較薄」— ✅ 正確。高折射率鏡片(如 1.60、1.67、1.74)達到相同矯正度數所需的材料厚度更少,因此鏡片更薄、更輕。

(D) 「與鏡片的硬度不一定相關」— ✅ 正確。折射率是光學性質,硬度是機械性質,兩者由不同的材料結構特性決定,折射率高的材料不一定比較硬或比較脆,需視材料種類而定。

答案解析

正確答案為 (A)。折射率 n=c/vn = c/v,表示真空光速除以光在介質中的速度。折射率越大,vv(光速)越小,代表光在該材質中行進得越慢,而

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