108年:視覺光學(2)
有關稜鏡的光學特性,下列敘述何者錯誤?
A可以改變光束的方向
B光線向稜鏡基底方向偏折
C影像朝向頂角偏移
D可以改變聚散度
詳細解析
本題觀念:
本題考查「稜鏡(prism)的基本光學特性」,為反向題(問「何者錯誤」),需辨別稜鏡的正確特性與錯誤描述。核心在於理解稜鏡改變光線方向但不改變聚散度(vergence)的基本原理。
選項分析
(A) 可以改變光束的方向 ✅ 正確描述 稜鏡最基本的光學功能即是使光線偏折,光線穿過稜鏡後行進方向改變。光線在兩個非平行折射面上各發生一次折射,合計產生總偏折角,使光束方向改變。
(B) 光線向稜鏡基底方向偏折 ✅ 正確描述 這是稜鏡最重要的光學定律之一:光線(rays)永遠向稜鏡基底(base)方向偏折。光在折射率較高的稜鏡介質中,兩個斜面的折射效應使光束朝向較厚的基底端彎曲。
(C) 影像朝向頂角偏移 ✅ 正確描述 由於光線向基底偏折,視網膜所成的像會反向偏移。根據視覺定位原理,大腦將影像投射至光線的延長線方向,因此影像(image)朝向頂角(apex)方向偏移。此規律與光線偏折方向相反:光線偏向基底,影像偏向頂角。
(D) 可以改變聚散度 ❌ 錯誤描述(= 本題答案) 這是本題的錯誤選項。稜鏡由兩個平面(plano)折射面組成,平面折射面不具備曲率,因此無法改變光的聚散度(vergence)。稜鏡只能改變光線的行進方向,不能使平行光匯聚或發散。
能改變聚散度的是具有曲面的**透鏡(l
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