106年:視覺光學(1)

使用模型眼計算角膜的屈光力,已知角膜前表面的曲率半徑為 7.80 mm,後表面的曲率半徑為 6.50 mm,角膜介質折射率為 1.376,房水介質的折射率 1.336,則角膜屈光力約為多少?

A47 D
B40 D
C42 D
D38 D

詳細解析

本題觀念:

本題考查用模型眼(schematic eye)的方式,分別計算角膜前後表面屈光力,再加總求得角膜總屈光力。計算使用折射球面(single refracting surface)的屈光力公式,並忽略角膜厚度(薄透鏡近似)。

選項分析

(A) 47 D — 使用角膜單一折射面(keratometric index 1.3375)的簡化公式計算可得此結果,但本題要求用精確雙面計算,結果不同。

(B) 40 D — 計算過程中可能誤用折射率或忽略前表面部分貢獻,結果偏低。

(C) 42 D ✓ — 精確計算前後表面屈光力後加總,約等於 42 D,為正確答案。

(D) 38 D — 可能忽略符號、將後表面取為正值,或混淆折射率,導致低估。

答案解析

基本公式(單折射球面屈光力): F=n2n1rF = \frac{n_2 - n_1}{r} 其中 n1n_1:入射側折射率,n2n_2:出射側折射率,rr:曲率半徑(m)。

計算角膜前表面屈光力(F1F_1):

  • 前表面:空氣(n₁ = 1.000)→ 角膜基質(n₂ = 1.376)
  • r1=+7.80 mm=+0.0078 mr_1 = +7.80 \text{ mm} = +0.0078 \text{ m}(凸面,中心在右側,取正值)

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