106年:視覺光學(2)
理論上,將 -8.0 D的鏡片,置於 -3.0 D的近視眼睛前多遠處,可將其完全矯正?
A10.5 cm
B15.5 cm
C20.5 cm
D25.5 cm
詳細解析
本題觀念:
本題考驗光學中的遠點(far point)與鏡片矯正距離計算。近視眼的遠點在眼前有限距離處;矯正鏡片必須將無限遠物體所形成的影像(即平行光)轉換為通過遠點的發散光。當鏡片不在角膜頂點而是放在距角膜一定距離的位置時,鏡片到遠點的距離決定所需的鏡片度數。透過薄透鏡公式(thin lens formula),可計算鏡片在幾何上需要放在多遠處,才能使 -8.0 D 鏡片恰好將平行光聚焦到 -3.0 D 近視眼的遠點。
選項分析
(A) 10.5 cm 代入計算(見答案解析)不符,鏡片距離不正確。
(B) 15.5 cm 代入計算不符,非正確距離。
(C) 20.5 cm ✓ 經計算,鏡片距角膜 20.5 cm 時,-8.0 D 鏡片形成的虛像恰好落在 -3.0 D 近視眼的遠點(角膜前 33.3 cm),實現完全矯正。
(D) 25.5 cm 代入計算不符,距離過遠,超過遠點位置。
答案解析
Step 1:求近視眼的遠點位置
近視度數 = -3.0 D,遠點在眼前:
Step 2:分析鏡片需產生的影像位置
設鏡
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