109年:視覺光學(1)

一位於空氣(n=1.00)與玻璃(n=1.60)之間的球面凹透交界面(spherical concave interface ),其曲率半徑為5公分。當光線從空氣端入射,此交界面的屈光度為多少?

A-3 D
B-12 D
C-32 D
D-52 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查球面折射交界面(spherical refracting interface)的屈光度(power)計算。公式為:

P=n2n1RP = \frac{n_2 - n_1}{R}

其中:

  • n1n_1 = 入射側介質折射率
  • n2n_2 = 出射側介質折射率
  • RR = 曲率半徑(含符號,單位公尺)

本題條件:

  • 空氣側(n1=1.00n_1 = 1.00)入射
  • 玻璃側(n2=1.60n_2 = 1.60)出射
  • 球面凹透交界面(spherical concave interface):對於從空氣側觀察,此面為凹入,代表球心在入射側(空氣側),依 Cartesian sign convention,RR負值
  • 曲率半徑大小 =5= 5 cm =0.05= 0.05 m,故 R=0.05R = -0.05 m

選項分析

計算過程:

P=n2n1R=1.601.000.05 m=0.600.05=12 DP = \frac{n_2 - n_1}{R} = \frac{1.60 - 1.00}{-0.05 \text{ m}} = \frac{0.60}{-0.05} = -12 \text{ D}

(A) -3 D — 錯誤。可能錯誤地以 R=+0.20R = +0.20 m 或其他錯誤值計算。

(B) -12 D正確。$P = \dfrac{0.60}{-0.0

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