106年:視覺光學(2)

一片薄的冕牌玻璃鏡片,折射率為 1.52,前表面曲率半徑為 +8.00公分,後表面曲率半徑為 -10.00公分,其屈光度為何?

A+11.7 D
B+1.3 D
C-11.7 D
D-1.3 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,計算一片冕牌玻璃(crown glass,n=1.52n = 1.52)薄鏡片的屈光度。需特別注意曲率半徑的符號規則:前表面曲率半徑 +8.00+8.00 cm(凸面朝前)和後表面 10.00-10.00 cm(凸面朝後)。

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)

數值代入(注意單位換算為公尺):

  • n=1.52n = 1.52
  • R1=+8.00 cm=+0.08 mR_1 = +8.00\text{ cm} = +0.08\text{ m}(前表面凸,曲率中心在右側)
  • R2=10.00 cm=0.10 mR_2 = -10.00\text{ cm} = -0.10\text{ m}(後表面凸,曲率中心在左側)

P=(1.521)(1+0.0810.10)P = (1.52-1)\left(\frac{1}{+0.08} - \frac{1}{-0.10}\right) =0.52×(12.5(10))= 0.52 \times \left(12.5 - (-10)\right) =0.52×22.5= 0.52 \times 22.5 =11.7 D= 11.7 \text{ D}

結果為正值(+11.7 D),確認為凸透鏡(會聚透鏡)

(A) +11.7 D ✓ 按正確方程式計

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