109年:視覺光學(1)

若有一個高折射率為1.740的樹脂鏡片前表面的反射率與另一個折射率為1.498的樹脂鏡片前表面的反射率相比較(表面皆無鍍膜),則兩者的反射率相差多少?

A2.8%
B3.3%
C3.8%
D4.2%

詳細解析

本題觀念:

本題考的是光學鏡片前表面的**菲涅耳反射率(Fresnel reflectance)**計算。鏡片表面在無鍍膜(uncoated)情況下,光線從空氣進入鏡片材料時,部分光會被反射,反射率與鏡片材料的折射率直接相關。

選項分析

使用菲涅耳正向入射反射率公式(Fresnel equation at normal incidence):

R=(n2n1n2+n1)2R = \left(\frac{n_2 - n_1}{n_2 + n_1}\right)^2

其中 n1=1.000n_1 = 1.000(空氣),n2n_2 為鏡片折射率。

計算折射率 1.740 的反射率:

R1.740=(1.7401.0001.740+1.000)2=(0.7402.740)2=(0.2701)27.29%R_{1.740} = \left(\frac{1.740 - 1.000}{1.740 + 1.000}\right)^2 = \left(\frac{0.740}{2.740}\right)^2 = (0.2701)^2 \approx 7.29\%

計算折射率 1.498 的反射率:

R1.498=(1.4981.0001.498+1.000)2=(0.4982.498)2=(0.1994)23.97%R_{1.498} = \left(\frac{1.498 - 1.000}{1.498 + 1.000}\right)^2 = \left(\frac{0.498}{2.498}\right)^2 = (0.1994)^2 \approx 3.97\%

兩者相差:

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