106年:低視力學(3)

未戴矯正眼鏡的無水晶體( aphakia)低視力患者,使用相同倍率但不同種類的望遠鏡時,其放大率會有何變化?

A使用伽利略望遠鏡,放大率會增加
B使用伽利略望遠鏡,放大率會減少
C使用克卜勒望遠鏡,放大率會增加
D無論使用何種望遠鏡,放大倍率都會減少

詳細解析

本題觀念:

無水晶體(aphakia)患者的高正度矯正鏡片(通常 +10 D 以上)具有「光學望遠鏡物鏡」的特性。當這類患者使用望遠鏡時,矯正眼鏡與望遠鏡本身在光學上形成組合系統,最終的有效放大率因設計類型而異。

選項分析

(A) 使用伽利略望遠鏡,放大率會增加 伽利略望遠鏡的目鏡(eyepiece)為負度數(凹)鏡片,物鏡為正度數(凸)鏡片。無水晶體眼的高正度矯正眼鏡相當於在物鏡前方再加上一個正度數鏡片,等效上增加了望遠鏡物鏡系統的折射力(相當於使 FobjF_{obj} 增大),進而提升整體倍率(M=FeyepieceFobjectiveM = -\frac{F_{eyepiece}}{F_{objective}})。因此放大率確實增加。此為正確選項。

(B) 使用伽利略望遠鏡,放大率會減少 分析同上,aphakia 矯正的高正度鏡片使伽利略系統有效物鏡屈光力增加,放大率應提升而非降低。此敘述錯誤。

(C) 使用克卜勒望遠鏡(Keplerian telescope),放大率會增加 克卜勒望遠鏡使用兩個正度數凸鏡(物鏡+目鏡)。aphakia 患者的高正度矯正鏡片同樣在物鏡前方增加正度數,理論上使等效物鏡焦距縮短(屈光力增大),放大率公式 M=fobjfeyeM = \frac{f_{obj}}{f_{eye}} 中,物鏡焦距縮短會使 M 降低。因此**克卜勒望遠鏡的放大率反而減少*

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