106年:視覺光學(3)
瞳孔與角膜的距離為 4 mm,假設分隔房水與空氣的角膜曲率半徑為 8 mm,且其折射率為 1.33,則瞳孔的成像位置為:
A實像且較實際距離遠
B實像且較實際距離近
C虛像且較實際距離遠
D虛像且較實際距離近
詳細解析
本題觀念:
本題考查「單一球面折射(refraction at a single spherical surface)」公式的應用。我們從眼外觀察眼內瞳孔時,瞳孔的光線穿越角膜(cornea)折射後進入空氣,形成一個虛像(virtual image)。本題要求計算此虛像的位置,並判斷它與實際距離的關係。
選項分析
單一球面折射公式(sign convention:距離以頂點為原點,光線行進方向為正):
題目設定:
- 觀察方向:眼外觀察者的光線由空氣()穿越角膜曲面進入房水(),但成像時我們以「折射介質為空氣」,即光從房水折射出到空氣:(房水),(空氣)
- 瞳孔(物體)位於角膜後方 4 mm:(物在頂點左側)
- 角膜曲率半徑 (球心在光線出射側,即空氣側,為正)
代入公式:
$$\frac{1}{v} + 0.3325 = -0.04125$
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