113年:眼光概要

一屈光力為-6.00 D新月凹薄透鏡,其前後表面曲率半徑分別為10公分和5公分,鏡片材質的折射率為何?

A1.33
B1.5
C1.6
D1.8

詳細解析

本題觀念:

本題考核鏡片製造者方程式(lensmaker's equation)的應用,透過已知的鏡片屈光力、前後表面曲率半徑,反推鏡片材質的折射率(refractive index)。題目指定為新月凹薄透鏡(concave meniscus thin lens),需正確判斷符號規定後帶入公式計算。

選項分析

已知條件:

  • 鏡片屈光力:P=6.00P = -6.00 D(凹薄透鏡)
  • 新月凹(concave meniscus)鏡片:兩面曲率中心在同側
  • 前表面(第一面)曲率半徑:R1=10R_1 = 10 cm = 0.100.10 m
  • 後表面(第二面)曲率半徑:R2=5R_2 = 5 cm = 0.050.05 m
  • 求折射率 nn

符號規定(薄透鏡在空氣中):

新月凹(concave meniscus)鏡片:兩面均朝同一方向彎曲。前表面為凸面(曲率中心在鏡片後方)→ R1>0R_1 > 0;後表面亦為凸面(曲率中心仍在後方)→ R2>0R_2 > 0,但 R2<R1R_2 < R_1(後面較陡)。

帶入鏡片製造者方程式(lensmaker's equation)

P=(n1)(1R11R2)P = (n - 1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)

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