109年:視覺光學(1)

一新月型凹透鏡之曲率半徑分別為3公分及6公分,若其折射率為1.6,在不考慮厚度的情況下,此鏡片的近似屈光力(approximate power )為何?

A-10 DS
B-30 DS
C+10 DS
D+30 DS

詳細解析

本題觀念:

本題考查薄透鏡近似屈光力公式(lensmaker's equation, thin lens approximation)。給定新月型凹透鏡(meniscus concave lens)的兩個曲率半徑和折射率,計算其近似屈光力(approximate power)。

選項分析

已知條件:

  • 曲率半徑 R1=3R_1 = 3 cm =0.03= 0.03 m,R2=6R_2 = 6 cm =0.06= 0.06 m
  • 折射率 n=1.6n = 1.6(空氣 n0=1.0n_0 = 1.0
  • 新月型透鏡(meniscus concave lens)
  • 忽略厚度(thin lens approximation)

薄透鏡屈光力公式: P=(n1)(1R11R2)P = (n - 1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)

新月型凹透鏡的符號約定:

新月型凹透鏡(meniscus concave):兩面均朝同一方向彎曲,但凹面曲率半徑較小(即第一面為凸面,第二面為凹面,但整體為發散鏡)。依照標準符號約定:

  • 第一面(前面)朝外凸:R1>0R_1 > 0(圓心在透鏡右側)→ R1=+3R_1 = +3 cm =+0.03= +0.03 m
  • 第二面(後面)朝外凸:R2>0R_2 > 0(圓心在透鏡右側)→ R2=+6R_2 = +6 cm

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