107年:視覺光學(2)

在+5.50DS/+3.00DC×090 的透鏡前 50 cm處有一個點狀物體,最靠近透鏡的成像線與透鏡的距離為何?

A15.38 cm
B28.57 cm
C33.33 cm
D11.76 cm

詳細解析

本題觀念:

本題考查散光透鏡(toric lens)的史塔姆錐形光束(Conoid of Sturm)——點狀物體經散光透鏡折射後,形成兩條垂直的焦線(focal lines),分別對應兩個主子午線方向的屈光力。本題求最靠近透鏡的焦線位置。

選項分析

處方解析:

透鏡處方 +5.50 DS / +3.00 DC × 090 的兩個主子午線(principal meridians)屈光度為:

  • 090 子午線方向(垂直):圓柱鏡軸在 090,圓柱鏡屈光力作用在此子午線
    • 屈光度 P090=+5.50+3.00=+8.50 DP_{090} = +5.50 + 3.00 = +8.50 \text{ D}
  • 180 子午線方向(水平):僅球面鏡作用
    • 屈光度 P180=+5.50 DP_{180} = +5.50 \text{ D}

物體位於透鏡前 50 cm(u = −0.5 m):

入射散射度(object vergence):

Vin=1u=10.5=2.00 DV_{in} = \frac{1}{u} = \frac{1}{-0.5} = -2.00 \text{ D}

薄透鏡成像公式(vergence form):

Vout=P+VinV_{out} = P + V_{in}

各子午線的出射散射度與像距:

| 子午線 | 屈光度 P | $V_{out} =

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