109年:眼光概要(3)

有關光的散射,下列敘述何者錯誤?

A眼睛大部分散射光來源是水晶體和角膜造成的
B使用偏光鏡片可消除部分散射光
C藍光散射比紅光有更多的散射光
D雷利(Rayleigh)散射的光強度與入射光波長成正比

詳細解析

本題觀念:

本題考核雷利散射(Rayleigh scattering)的物理定律,特別是散射光強度與入射光波長的數學關係。這是驗光師理解光在眼內及大氣中散射行為(包括眩光、水晶體散射、藍光危害等)的基礎光學知識。本題為反向題(問何者「錯誤」)

選項分析

(A) 眼睛大部分散射光來源是水晶體和角膜造成的 ✅ 正確陳述 眼球內部的散射光主要來自水晶體(尤其是核硬化或混濁時)及角膜(基質膠原蛋白的規則排列稍有不規則時),為眼內散射的主要貢獻者。

(B) 使用偏光鏡片可消除部分散射光 ✅ 正確陳述 偏光鏡片可消除水平偏振的反射光(如路面、水面反射),能有效降低特定方向的眩光與散射光,但無法消除所有方向的散射光,此陳述在「部分」這一限定下正確。

(C) 藍光散射比紅光有更多的散射光 ✅ 正確陳述 雷利散射強度與波長的四次方成反比(Iλ4I \propto \lambda^{-4}),藍光(約 450 nm)波長短於紅光(約 700 nm),因此藍光散射遠強於紅光。天空呈藍色正是此原理。

(D) 雷利(Rayleigh)散射的光強度與入射光波長成正比 ❌ 錯誤陳述(= 本題答案) 雷利散射定律為: I1λ4I \propto \frac{1}{\lambda^4} 散射光強度與波長的四次方成反比,而非正比。「與波

...(解析預覽)...