107年:視覺光學(2)

配戴一個 +3.00 D 的近用眼鏡,搭配一 +10.00 D 的放大鏡觀察文字,已知眼鏡與放大鏡之間的距離為 10 cm,則此光學系統的等效屈光力( equivalent power )為多少?

A+10.00 D
B+11.00 D
C+12.50 D
D+15.00 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查**兩個薄透鏡相隔一段距離時的等效屈光力(equivalent power)**計算,即 Gullstrand 公式(或稱薄透鏡組合公式)的應用。當兩透鏡間有間距時,等效屈光力不等於兩者相加。

選項分析

已知條件:

  • 近用眼鏡屈光力:P1=+3.00 DP_1 = +3.00\text{ D}
  • 放大鏡屈光力:P2=+10.00 DP_2 = +10.00\text{ D}
  • 兩透鏡間距:d=10 cm=0.10 md = 10\text{ cm} = 0.10\text{ m}

薄透鏡組合公式(兩透鏡相隔距離 d): Peq=P1+P2dP1P2P_{eq} = P_1 + P_2 - d \cdot P_1 \cdot P_2

代入數值: Peq=+3.00+(+10.00)0.10×3.00×10.00P_{eq} = +3.00 + (+10.00) - 0.10 \times 3.00 \times 10.00 Peq=13.003.00=+10.00 DP_{eq} = 13.00 - 3.00 = +10.00\text{ D}

(A) +10.00 D — 正確。利用上式計算等效屈光力恰為 +10.00 D。

(B) +11.00 D — 若錯誤地取 d=0.10d = 0.10 m 但少減或少算交叉項,得 13 - 2 = 11,計算有誤,錯誤。

(C) +12.50 D — 若 d=0.05d = 0.05 m(5 cm)代入計算:$3 + 10 -

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