107年:視覺光學(2)

角膜的前表面曲率半徑為 8.0 mm,後表面曲率半徑為 6.5 mm。若角膜介質折射率為 1.376,房水折射率為1.336,則該角膜的屈光力為何?

A40.85 D
B41.42 D
C42.36 D
D53.15 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查角膜屈光力的計算,需將角膜視為由前表面(空氣-角膜介面)和後表面(角膜-房水介面)組成的折射系統,分別計算各表面的屈光力後加總。使用薄透鏡近似公式(thin lens approximation),忽略角膜厚度:

Psurface=n2n1rP_{surface} = \frac{n_2 - n_1}{r}

其中 n1n_1 為入射側折射率,n2n_2 為折射側折射率,rr 為曲率半徑(單位:公尺)。

選項分析

已知條件:

  • 角膜前表面曲率半徑:r1=8.0 mm=0.008 mr_1 = 8.0 \text{ mm} = 0.008 \text{ m}
  • 角膜後表面曲率半徑:r2=6.5 mm=0.0065 mr_2 = 6.5 \text{ mm} = 0.0065 \text{ m}
  • 角膜介質折射率:ncornea=1.376n_{cornea} = 1.376
  • 房水折射率:naqueous=1.336n_{aqueous} = 1.336
  • 空氣折射率:nair=1.000n_{air} = 1.000

計算過程:

前表面屈光力(空氣 → 角膜): P1=ncorneanairr1=1.3761.0000.008=0.3760.008=+47.00 DP_1 = \frac{n_{cornea} - n_{air}}{r_1} = \frac{1.376 - 1.000}{0.008} = \frac{0.376}{0.008} = +47.00 \text{ D}

後表面屈光力(角膜 → 房水):

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