108年:視覺光學(1)

一眼用玻璃鏡片(n=1.6 ),前表面屈光度為 +10.00 D ,後表面屈光度為-3.00 D ,中心厚度為 3 cm。此鏡片的後頂端屈光度(back vertex power )為多少?

A+8.42 D
B+9.31 D
C+12.31 D
D+15.31 D

詳細解析

本題觀念:

後頂端屈光度(back vertex power, BVP)是厚透鏡光學中的關鍵參數,代表平行光從前方入射後,從透鏡後頂端向眼睛方向射出的有效聚散度。與薄透鏡不同,厚透鏡中光線在鏡片介質內傳播一段距離,使前表面屈光度的有效貢獻發生改變,必須以厚透鏡公式計算。

選項分析

厚透鏡 BVP 公式:

BVP=F2+F11tnF1BVP = F_2 + \frac{F_1}{1 - \frac{t}{n} \cdot F_1}

其中:

  • F1F_1:前表面屈光度(diopters)
  • F2F_2:後表面屈光度(diopters)
  • tt:中心厚度(公尺)
  • nn:鏡片折射率

代入數值:

  • F1=+10.00F_1 = +10.00 D,F2=3.00F_2 = -3.00 D
  • t=3t = 3 cm =0.03= 0.03 m,n=1.6n = 1.6
  • tn=0.031.6=0.01875\frac{t}{n} = \frac{0.03}{1.6} = 0.01875 m

BVP=3.00+10.0010.01875×10.00BVP = -3.00 + \frac{10.00}{1 - 0.01875 \times 10.00}

=3.00+10.0010.1875=3.00+10.000.8125= -3.00 + \frac{10.00}{1 - 0.1875} = -3.00 + \frac{10.00}{0.8125}

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