107年:視覺光學(1)

無限遠方的點光源經 +8.00DS/-4.00DC ×180球面圓柱透鏡( spherocylindrical lens )折射後,所形成的垂直與水平焦線之間的距離是多少?

A8.33 cm
B12.50 cm
C16.66 cm
D25.00 cm

詳細解析

本題觀念:

本題考核球面圓柱透鏡(spherocylindrical lens)形成的史特姆圓錐體(conoid of Sturm),特別是兩條焦線之間的距離——史特姆間隔(interval of Sturm)的計算。此為驗光師考試散光光學的核心概念。

選項分析

球面圓柱透鏡的兩個主子午面(principal meridians):

處方:+8.00 DS/4.00 DC×180+8.00 \text{ DS} / -4.00 \text{ DC} \times 180

  • 180° 子午面(沿軸方向,cylindrical axis):只有球面屈光力作用 → 屈光力 = +8.00 D
  • 90° 子午面(垂直軸方向):球面 + 圓柱屈光力 → 屈光力 = +8.00+(4.00)+8.00 + (-4.00) = +4.00 D

各子午面對應焦線位置(焦距): f180°=1+8.00=0.125 m=12.5 cmf_{180°} = \frac{1}{+8.00} = 0.125 \text{ m} = 12.5 \text{ cm} f90°=1+4.00=0.25 m=25.0 cmf_{90°} = \frac{1}{+4.00} = 0.25 \text{ m} = 25.0 \text{ cm}

史特姆間隔(Interval of Sturm):

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