106年:視覺光學(2)

有一新月形薄透鏡,前、後表面曲率半徑分別為 10 cm及25 cm,折射率為 1.5,求該凸透鏡的屈光度?

A14 D
B6 D
C3 D
D1 D

詳細解析

本題觀念:

本題考驗薄透鏡製造者方程式(lensmaker's equation)的應用,特別是新月形(meniscus)薄透鏡的屈光度計算。新月形透鏡兩個曲面的曲率中心位於同側,需正確套用符號規則。

選項分析

薄透鏡製造者方程式: P=(n1)(1R11R2)P = (n-1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right) 其中:

  • nn:透鏡折射率
  • R1R_1:前表面曲率半徑(光線先到達的那面)
  • R2R_2:後表面曲率半徑
  • 符號規則:曲率中心在頂點右側(光線行進方向)為正,左側為負

本題數值代入: 新月形凸透鏡(meniscus convex lens),前表面向外凸(曲率中心在右):R1=+10 cm=+0.10 mR_1 = +10\text{ cm} = +0.10\text{ m};後表面也向同方向彎曲(曲率中心同在右側):R2=+25 cm=+0.25 mR_2 = +25\text{ cm} = +0.25\text{ m}

P=(1.51)(10.1010.25)P = (1.5-1)\left(\frac{1}{0.10} - \frac{1}{0.25}\right) =0.5×(104)= 0.5 \times (10 - 4) =0.5×6=3 D= 0.5 \times 6 = 3 \text{ D}

(A) 14 D:若誤用 1R1+1R2\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2} 或未正

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