107年:視覺光學(1)

兩個厚度相同,曲率半徑相同,但材質折射率不同的鏡片。一片折射率 1.5,另一片折射率 1.66,何者屈光度較大?

A視鏡片形狀大小而定
B折射率 1.5的鏡片
C折射率 1.66的鏡片
D兩者相等

詳細解析

本題觀念:

本題考查**鏡片製造者方程式(lensmaker's equation)**與折射率(refractive index)對鏡片屈光度(lens power)的影響。當兩片鏡片的厚度、曲率半徑完全相同,但折射率不同時,折射率較高的鏡片屈光度較大。

選項分析

鏡片製造者方程式(薄鏡片近似):

P=(n1)(1R11R2)P = (n - 1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)

其中:PP = 鏡片屈光度(D)、nn = 鏡片折射率、R1R_1R2R_2 = 前後表面曲率半徑(m)

厚鏡片方程式(含厚度修正項):

P=(n1)[1R11R2+(n1)tnR1R2]P = (n-1)\left[\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} + \frac{(n-1)\,t}{n\,R_1 R_2}\right]

其中:tt = 鏡片中心厚度(m)

由於題目指出厚度相同、曲率半徑相同,設 R1R_1R2R_2tt 均為定值,僅 nn 不同(1.5 vs. 1.66):

  • 從方程式可見,PP(n1)(n-1) 成正比
  • 折射率 1.5:(n1)=0.5(n-1) = 0.5
  • 折射率 1.66:(n1)=0.66(n-1) = 0.66
  • 0.66>0.50.66 > 0.5,故折射率 1.66 的鏡片屈光度較大

**(A)

...(解析預覽)...