113年:隱眼概要

大部分軟式水膠隱形眼鏡,含水量為75%時折射率約為1.37~1.38時,若當含水量為20%時,折射率約為多少?

A1.61~1.63
B1.46~1.48
C1.32~1.33
D1.29~1.30

詳細解析

本題觀念:

軟式水膠隱形眼鏡的折射率(refractive index, RI)與含水量呈負相關。水分子的折射率約為 1.333,低於聚合物基質(polymer matrix)的折射率(通常 >1.45)。因此,含水量越高,折射率越低;含水量越低,折射率越高。

選項分析

(A) 1.61~1.63 此折射率範圍屬於高折射率鏡片玻璃或高折射率光學樹脂,遠超過水膠聚合物基質本身的折射率(約 1.50~1.55)。含水量 20% 的水膠仍是親水性材料,其折射率不可能到達此範圍。❌

(B) 1.46~1.48 含水量 20% 時,鏡片中絕大部分為聚合物基質,水分佔比少,折射率接近乾燥狀態聚合物的折射率。研究顯示,含水量從 75%(RI ≈ 1.37)降低至 20% 時,折射率會顯著上升至約 1.46~1.48,此為正確答案。✅

(C) 1.32~1.33 此數值接近純水的折射率(1.333),代表含水量極高(>95%)的材料,與含水量 20% 的低含水鏡片相反。❌

(D) 1.29~1.30 此數值低於純水折射率,物理上不合理,任何含水的光學材料折射率均 ≥ 1.333。❌

答案解析

軟式水膠隱形眼鏡由親水性聚合物與水分子組成,二者折射率差異明顯:

  • 水(H2O\text{H}_2\text{O}):RI ≈ 1.333

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