108年:眼光概要(1)

若有一個折射率為 1.50的光學矯正鏡片,其前表面的曲率半徑為+20 cm ,而後表面曲率半徑為-10 cm ,若此鏡片的厚度為 3 mm,則其等效屈光力為何?

A+ 7.355 D
B+ 7.475 D
C+ 7.525 D
D+ 7.675 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查厚透鏡等效屈光力的計算,需使用 Gullstrand 公式(又稱厚透鏡公式)。與薄透鏡直接將前後表面屈光力相加不同,厚透鏡必須考慮鏡片厚度對光線在鏡片內部傳播的影響,因此需扣除一個與厚度相關的修正項。

選項分析:

計算步驟:

Step 1:前表面屈光力 D1D_1

D1=nlensnairr1=1.501.00+0.20=+2.50 DD_1 = \frac{n_{lens} - n_{air}}{r_1} = \frac{1.50 - 1.00}{+0.20} = +2.50 \text{ D}

Step 2:後表面屈光力 D2D_2

D2=nairnlensr2=1.001.500.10=0.500.10=+5.00 DD_2 = \frac{n_{air} - n_{lens}}{r_2} = \frac{1.00 - 1.50}{-0.10} = \frac{-0.50}{-0.10} = +5.00 \text{ D}

Step 3:Gullstrand 厚透鏡公式

De=D1+D2tnD1D2D_e = D_1 + D_2 - \frac{t}{n} \cdot D_1 \cdot D_2

其中 t=3t = 3 mm =0.003= 0.003 m,n=1.50n = 1.50(鏡片折射率):

tn=0.0031.50=0.002 m\frac{t}{n} = \frac{0.003}{1.50} = 0.002 \text{ m}

...(解析預覽)...