110年:眼光概要

有一平凸鏡片的折射率為1.52,若測得鏡片的直徑為60 mm且其垂度(sag)為10 mm,則此鏡片精確的屈光力為多少?

A+8.56 D
B+9.50 D
C+10.40 D
D+11.56 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查平凸鏡片(plano-convex lens)屈光力的精確計算,需利用**垂度公式(sagitta formula)從直徑和垂度反推曲率半徑,再代入鏡片製造者方程式(lensmaker's equation)**計算屈光力。

選項分析

已知:

  • 折射率 n=1.52n = 1.52
  • 鏡片直徑 d=60d = 60 mm(半孔徑 y=30y = 30 mm = 0.03 m)
  • 垂度 s=10s = 10 mm = 0.01 m
  • 平凸鏡片:一面為平面(R2=R_2 = \infty),一面為凸面(R1=?R_1 = ?

Step 1:由精確垂度公式求曲率半徑

精確垂度公式(exact sag formula): s=rr2y2s = r - \sqrt{r^2 - y^2}

其中 ss = 垂度,rr = 曲率半徑,yy = 半孔徑(semi-diameter)

代入已知值(單位:mm): 10=rr230210 = r - \sqrt{r^2 - 30^2} r2900=r10\sqrt{r^2 - 900} = r - 10 (r10)2=r2900(r-10)^2 = r^2 - 900 r220r+100=r2900r^2 - 20r + 100 = r^2 - 900 20r=1000-20r = -1000

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