108年:視覺光學(1)

兩薄鏡片置於空氣中,第一片鏡片+8.00 DS ,第二片鏡片-12.00 DS ,兩鏡片間隔距離為 10 cm,此光學系統之等效屈光力為何?

A+4.00 DS
B+5.60 DS
C-4.00 DS
D-5.60 DS

詳細解析

本題觀念:

本題考查兩片分離薄鏡片(separated thin lenses)系統的等效屈光力(equivalent power)計算。當兩薄鏡片不接觸而有一定間距時,無法直接相加,須使用等效屈光力公式。

等效屈光力公式(Gullstrand's equation):

Fe=F1+F2dF1F2F_e = F_1 + F_2 - d \cdot F_1 \cdot F_2

其中:

  • F1F_1:第一片鏡片屈光力(Diopters)
  • F2F_2:第二片鏡片屈光力(Diopters)
  • dd:兩鏡片間距(以公尺為單位)

選項分析

已知條件:

  • F1=+8.00DF_1 = +8.00\,D
  • F2=12.00DF_2 = -12.00\,D
  • d=10cm=0.10md = 10\,\text{cm} = 0.10\,\text{m}(位於空氣中,n=1n=1

代入公式:

Fe=F1+F2dF1F2F_e = F_1 + F_2 - d \cdot F_1 \cdot F_2

Fe=(+8.00)+(12.00)(0.10)×(+8.00)×(12.00)F_e = (+8.00) + (-12.00) - (0.10) \times (+8.00) \times (-12.00)

Fe=4.00(0.10×(96.00))F_e = -4.00 - (0.10 \times (-96.00))

Fe=4.00(9.60)F_e = -4.00 - (-9.60)

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