106年:視覺光學(2)
稜鏡應用在驗度儀( lensometer )來測試鏡片的屈光強度,光線經過這稜鏡折射影像會是:
A直接向頂點
B直接向基底
C先向基底再向頂點
D先向頂點再向基底
詳細解析
本題觀念:
驗度儀(lensometer,又稱鏡度計、焦度計)利用稜鏡(prism)原理測量鏡片的屈光強度。本題考查稜鏡最基本的光學特性:光線通過稜鏡後的折射方向。
選項分析
稜鏡光學基本定律:光線通過稜鏡時,折射後的光線偏向(deviate toward)稜鏡的基底(base)。
(A) 直接向頂點(apex) — 錯誤。光線偏向的是基底,不是頂點。然而「影像」看起來位移方向是向頂點,這是因為我們追溯光線回去所見的視覺效果,但光線本身的彎折是向基底。本選項描述「光線折射影像」方向若指光線彎折方向則錯誤。❌
(B) 直接向基底(base) ← 正確答案 ✅ 光線在稜鏡的每個折射面均向基底偏折,最終出射光線相對於入射光線偏向基底側。這是稜鏡最基本的光學定律(Prentice's law 的基礎)。
(C) 先向基底再向頂點 — 錯誤。光線在兩個折射面均偏向基底,不會反轉方向。❌
(D) 先向頂點再向基底 — 錯誤。同上,折射方向始終朝向基底。❌
答案解析
稜鏡是由非平行兩折射面構成的透明光學元件,具有尖端的頂點(apex)與寬廣的基底(base)。根據折射定律(Snell's Law):
光線從空氣(折射率 ≈ 1.00)
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