107年:視覺光學(1)
一雙凹薄透鏡,折射率為 1.5,其前後表面的曲率半徑分別為 20 cm與50 cm,此透鏡的屈光力為多少?
A+5.0 D
B-5.0 D
C+3.5 D
D-3.5 D
詳細解析
本題觀念:
本題考查薄透鏡製作者方程式(lensmaker's equation)的應用,計算雙凹(biconcave)薄透鏡的總屈光力。重點是正確掌握曲率半徑的符號規則(笛卡爾符號約定)。
薄透鏡製作者方程式
其中:
- = 透鏡屈光力(Diopter, D)
- = 透鏡折射率(鏡片在空氣中,)
- = 第一面(前面)曲率半徑
- = 第二面(後面)曲率半徑
笛卡爾符號規則(以光線由左向右入射):
- 曲率中心在頂點右側(後方):
- 曲率中心在頂點左側(前方):
雙凹鏡片的符號分析
雙凹(biconcave)鏡片兩個表面均向中心凹入:
-
第一面(前面):表面凹向入射光,曲率中心在鏡片前方(左側)→
-
第二面(後面):表面凹向出射光,曲率中心在鏡片前方(左側)→ (按笛卡爾,曲率中心在後面頂點的左側,即右側的相反,故 )
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