111年:眼球法規

光線在視網膜成像需要許多折射才能成像,下列何者正確?

A空氣進入角膜之處產生差異最大的成像折射
B從角膜進入水晶體之處不需要折射
C正常人光線從房水液進入玻璃體液之處不需要經過水晶體折射
D水晶體置換手術無法改變折射角度,也無法改變術前驗光度數

詳細解析

本題觀念:

本題考察光線進入眼球時在各介質界面發生折射(refraction)的物理光學知識,重點在於哪個界面產生最大的折射。

選項分析

(A) 空氣進入角膜之處產生差異最大的成像折射 ✅ 正確答案 光線從空氣(折射率 n=1.000n = 1.000)進入角膜(折射率 n1.376n \approx 1.376)時,折射率差異最大(Δn0.376\Delta n \approx 0.376),因此在空氣–角膜界面產生最大的折射量。眼球整體折射力約 60 diopters(D),其中角膜(空氣–角膜界面)提供約 43–44 D,佔整體折射力的 70–80%。這也是為何在水中視物模糊(水的折射率 ≈ 1.333,與角膜接近,空氣–角膜界面消失,折射力驟降)。

(B) 從角膜進入水晶體之處不需要折射 ❌ 錯誤 光線從角膜(n1.376n \approx 1.376)進入房水(aqueous humor, n1.336n \approx 1.336)再進入水晶體(n1.371.42n \approx 1.37–1.42)時,折射率確有差異,仍會發生折射。雖然房水與角膜的折射率相近(差異較小),但仍非「不需要折射」。此外,水晶體本身(等效梯度折射率結構)另有約 15–20 D 的折射力,主要由調節(accommodation)提供。

(C) 正常人光線從房水液進入玻璃體液之處不需要經過

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