107年:視覺光學(2)

有關稜鏡的特性,下列敘述何者正確?

A稜鏡所造成的光線聚散度( vergence)效果與其稜鏡度成正比
B光線通過稜鏡時會往鏡尖( apex)的方向折射
C透過稜鏡看物體時,其影像位置會往鏡尖的方向偏移
D同一稜鏡不會因擺放的位置不同而改變其稜鏡效果( prismatic effect )

詳細解析

本題觀念:

稜鏡(prism)的光學特性,包括光線折射方向、影像偏移方向、稜鏡度定義,以及稜鏡效應與稜鏡度的關係。

選項分析

(A) 稜鏡所造成的光線聚散度(vergence)效果與其稜鏡度成正比 ❌ 錯誤

稜鏡是楔形(wedge-shaped)光學元件,其基本特性是改變光線方向(deflect)而不改變光線的聚散度(vergence)。稜鏡不具有焦度(power),無法使光線聚合或發散——這與透鏡的作用截然不同。稜鏡只是讓光線整體平移偏折,而不改變波面(wavefront)的曲率。因此,稜鏡並不造成 vergence 效果。

(B) 光線通過稜鏡時會往鏡尖(apex)的方向折射 ❌ 錯誤

這是最常見的混淆點。正確的描述是:光線通過稜鏡時,折射方向是朝向鏡底(base),而非鏡尖。光線進入稜鏡後,因為稜鏡兩個折射面的排列,光線向較厚的底部方向彎曲。

記憶口訣:「光往底(base)走,像往尖(apex)跑」

(C) 透過稜鏡看物體時,其影像位置會往鏡尖的方向偏移 ✅ 正確

這正是稜鏡光學中最重要的特性之一。雖然實際光線是向鏡底(base)方向偏折,但觀察者的眼睛會沿著光線的方向反向延伸來判定影像位置,因此虛像(virtual image)是往鏡尖(apex)方向偏移

臨床應用:

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