108年:視覺光學(2)

某一折射率為 1.7 的雙凹型鏡片,已知其前、後表面的曲率半徑分別為 35 cm及5 cm,則其屈光度應為多少?

A-10.00 D
B-12.00 D
C-14.00 D
D-16.00 D

詳細解析

本題觀念:

本題考核利用**薄透鏡製造者方程式(lensmaker's equation)**計算雙凹型(biconcave)鏡片的屈光度。需要正確應用符號規則(sign convention)以及代入折射率和曲率半徑,求得最終屈光度(power in diopters)。

答案解析

薄透鏡製造者方程式: P=(n1)(1R11R2)P = (n - 1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right) 其中:

  • PP:鏡片屈光度(diopters, D)
  • nn:鏡片折射率(refractive index)
  • R1R_1:前表面曲率半徑(meters),符號依光線入射面決定
  • R2R_2:後表面曲率半徑(meters),符號依光線入射面決定

符號規則(Cartesian sign convention): 對於雙凹型(biconcave)鏡片

  • 前表面(光線先打到的面):凹面朝向入射光,曲率中心在鏡片左側(入射側)→ R1<0R_1 < 0
  • 後表面:凹面朝向出射側,曲率中心在鏡片右側(出射側)→ R2>0R_2 > 0

代入數值:

  • n=1.7n = 1.7
  • R1=35 cm=0.35 mR_1 = -35 \text{ cm} = -0.35 \text{ m}(前表面,凹面)
  • $R_2 = +5 \

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