109年:視覺光學(1)
低照度的環境會讓瞳孔放大,導致非近軸光線進入視網膜,聚焦於視網膜的前方,而使夜間駕駛的患者之鏡片處方需要稍微多加一些負屈光力,這種夜間近視(night myopia )的成因與下列何者有關?
A球面像差
B彗星像差
C斜向像散
D色像差
詳細解析
本題觀念:
本題考的是**夜間近視(night myopia)**的光學成因。夜間近視是指在低照度環境中,人眼出現額外的近視偏移,使得夜間駕駛或暗處視物時遠處目標變得模糊。題目明確描述其機制:瞳孔放大 → 非近軸光線進入 → 聚焦於視網膜前方,問與哪種像差有關。
選項分析
(A) 球面像差 ✅ 正確答案 **球面像差(spherical aberration, SA)**是指通過鏡片(或眼睛角膜/水晶體)不同高度(zone)的光線,聚焦於不同位置的現象。近軸光線(paraxial rays,靠近光軸的光線)與周邊光線(marginal rays)的焦點不同。
人眼的球面像差通常為正球面像差(positive SA),即周邊光線比近軸光線聚焦更靠前(焦點在視網膜前方)。在正常照度下,瞳孔縮小,僅近軸光線進入眼睛,SA 影響小。但在低照度下:
- 瞳孔散大(mydriasis) → 大量周邊(非近軸)光線進入
- 周邊光線焦點在視網膜前方(正 SA 效應)
- 等效效果:眼睛表現出更多近視
此即夜間近視的主要光學機制。球面像差的大小與瞳孔直徑的四次方成正比,因此瞳孔稍微放大就能造成顯著的 SA 效應,臨床上可達 +1.00 D 至 +2.00 D 的近視偏移。
(B) 彗星像差 彗星像差(coma)發生於離軸物點
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