108年:視覺光學(2)

傳統水凝膠隱形眼鏡( conventional hydrogel contact lens )的含水量(百分比)與鏡片的折射率會有什麼關係?

A含水量愈高折射率愈大,兩者成直線性關係
B含水量愈高折射率愈小,兩者成直線性關係
C含水量愈高折射率愈大,兩者成拋物線關係
D含水量愈高折射率愈小,兩者成拋物線關係

詳細解析

本題觀念:

本題考核傳統水凝膠隱形眼鏡(conventional hydrogel contact lens)的含水量(water content)與折射率(refractive index, RI)之間的物理關係,是隱形眼鏡材料光學的基礎考點。

選項分析

核心原理:水的折射率(n1.333n \approx 1.333)低於水凝膠聚合物本身的折射率(n1.471.50n \approx 1.47 \sim 1.50)。含水量越高,鏡片材料中水分子比例越大,整體平均折射率就越接近水的折射率,因此折射率越低。

關係型態:研究顯示,傳統水凝膠材料的 EWC(equilibrium water content)與 RI 之間呈線性負相關(linear inverse relationship),兩者的相關係數 r2r^2 可達 0.978 以上。

(A) 含水量愈高折射率愈大,兩者成直線性關係:方向錯誤,含水量高→RI 降低,非升高。❌

(B) 含水量愈高折射率愈小,兩者成直線性關係:方向正確(負相關),關係型態正確(線性)。✓

(C) 含水量愈高折射率愈大,兩者成拋物線關係:方向錯誤,且關係型態亦不符文獻。❌

(D) 含水量愈高折射率愈小,兩者成拋物線關係:方向正確,但關係型態錯誤——傳統水凝膠呈線性而非拋物線。❌

答案

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