108年:視覺光學(2)

一幼兒經睫狀肌麻痺後驗光,測得其屈光度為 +6.00 D。以超音波檢查測得其眼軸長 20.828 mm ,其在未經矯正的狀態下, 6 m以外的影像會聚焦於此幼兒之視網膜何處?(註:空氣中之折射率為 1.000,眼球整體折射率為 1.333)

A視網膜後 2.155 mm
B視網膜後 1.970 mm
C視網膜後 1.785 mm
D視網膜後 1.600 mm

詳細解析

本題觀念:

本題為遠視眼光學計算題,運用簡化眼(reduced eye)模型,利用折射/散光公式計算未矯正的 +6.00 D 遠視眼,來自 6 m 處的影像聚焦於視網膜何處(視網膜後多少距離)。

選項分析

計算前先建立光學模型:

  • 遠視度數:Frx=+6.00 DF_{rx} = +6.00 \text{ D}
  • 眼軸長:L=20.828 mm=0.020828 mL = 20.828 \text{ mm} = 0.020828 \text{ m}
  • 眼球整體折射率:neye=1.333n_{eye} = 1.333
  • 空氣折射率:nair=1.000n_{air} = 1.000
  • 物距:u=6 mu = -6 \text{ m}(6 m 外,依折射定義取負值,入射光幾近平行光)

簡化眼屈光力計算:

正視眼(emmetropia)在軸長 LL 時的所需屈光力: Femm=neyeL=1.3330.02082864.00 DF_{emm} = \frac{n_{eye}}{L} = \frac{1.333}{0.020828} \approx 64.00 \text{ D}

此幼兒為 +6.00 D 遠視,表示其實際眼球屈光力比正視所需「不足」6.00 D: Feye=FemmFrx=64.006.00=58.00 DF_{eye} = F_{emm} - F_{rx} = 64.00 - 6.00 = 58.00 \text{ D}

物距 6 m 時的入射散光(vergence):

物在 6 m 外,入射光在空氣中的散光

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