在度數與中心厚度與直徑皆相同的玻璃鏡片中，下列折射率的鏡片何者的重量最輕？

本題觀念：

玻璃鏡片折射率與重量的關係——在相同度數、中心厚度、直徑條件下，哪種折射率的鏡片最輕

選項分析

本題的關鍵在於：在度數、中心厚度、直徑皆相同的前提下，折射率如何影響鏡片重量。

重量 $=$ 體積 $\times$ 密度（比重）

玻璃鏡片各折射率的比重（specific gravity）對照：

折射率（$n_d$）	比重（g/cm³）
1.523（光學冕玻璃 crown glass）	~2.54
1.6	~2.63
1.7	~2.93
1.8	~3.37

隨著折射率增高，玻璃的比重（密度）也顯著增加。

(A) 折射率 1.523 ❌

• 最低折射率，比重最低（約 2.54 g/cm³）
• 但在相同中心厚度和直徑條件下，低折射率意味著邊緣較厚（需更多材料），因此體積比 1.6 折射率鏡片更大，整體重量反而不是最輕

(B) 折射率 1.6 ✓

• 正確。當折射率從 1.523 升至 1.6 時，鏡片邊緣厚度大幅減薄，體積顯著減少；而比重的增加（2.54 → 2.63）相對幅度較小
• 在「體積減少效益 > 比重增加代價」的交叉點，1.6 折射率的玻璃鏡片整體重量最輕
• 文獻指出：「折射率在 1.6 和 1.7 時，體積節省效益超過重量增加代價，整體鏡片較輕」，而 1.6 是最佳平衡點

(C) 折射率 1.7 ❌

• 折射率繼續升高，比重顯著增加（約 2.93 g/cm³）
• 雖然邊緣更薄，但比重增加幅度已開始逐漸超越體積節省的效益，重量開始增加

(D) 折射率 1.8 ❌

• 比重最高（約 3.37 g/cm³），雖然鏡片最薄，但在相同中心厚度和直徑條件下重量最重
• 文獻明確指出：「1.8 折射率的鏡片薄很多，但重量也重很多，在度數低於 -10 D 時不值得使用」

答案解析

此題考察折射率與重量的非直觀關係：

基本公式： $\text{重量} = \text{體積} \times \text{密度（比重）}$

重要觀念：折射率越高，鏡片可以磨得越薄（體積縮小），但玻璃材料的比重也隨之大幅增加。這兩個效應互相競爭：

• 折射率 1.523 → 1.6：體積節省 >> 比重增加 → 整體重量減少（達最輕點）
• 折射率 1.6 → 1.7：體積節省 ≈ 比重增加 → 重量趨於平衡後開始增加
• 折射率 1.7 → 1.8：體積節省 << 比重增加 → 整體重量顯著增加

因此，在相同度數、中心厚度、直徑下，折射率 1.6 的玻璃鏡片最輕。

臨床意義：高折射率玻璃（1.8、1.9）主要推薦給高度數（如 > -10 D）患者——僅在度數極高、體積節省非常顯著時，才能抵消高比重帶來的重量劣勢。

核心知識點

• 玻璃鏡片比重隨折射率增加而顯著上升（與塑膠鏡片相比更明顯）
• 最輕點在折射率 1.6：體積縮小效益在此達到最大化，超過 1.6 後比重增加效應逐漸主導
• 高折射率玻璃建議度數：1.8 建議用於 > -10 D 以上的高度近視，方能充分發揮減薄效益
• 塑膠 vs. 玻璃：同折射率下，塑膠比重（約 1.3–1.5 g/cm³）遠低於玻璃（約 2.5–3.4 g/cm³），因此相同度數下塑膠鏡片整體更輕
• 本題關鍵：固定中心厚度和直徑，比的是邊緣體積差異對整體重量的影響，而非單純比較密度

參考資料

1. Properties of lens materials - Optician Online CPD
2. High-Index Glass Lenses - Corning
3. How to Choose Lens Material - Laramy-K Independent Optical Lab
4. Lens Materials and Design - NAO