106年:視覺光學(1)
有關透鏡色散的敘述,下列何者錯誤?
A折射率越大,色散越大
B波長越長,色散越大
C阿貝數值越小,色散越大
D鏡片形狀與色散無關聯性
詳細解析
本題觀念:
本題考查透鏡色散(chromatic dispersion)與色像差(chromatic aberration)的基本光學原理,包括折射率、波長、阿貝數(Abbe number)三者與色散的關係,以及鏡片形狀(shape)是否影響色散。本題為反向題,問「何者錯誤」。
選項分析
(A) ✅ 正確陳述:折射率(refractive index)越大,色散越大。高折射率材質在彎曲光線的同時,對不同波長的光折射程度差異也越大,導致更嚴重的色像差。這也是高折射率鏡片通常有較低阿貝數的原因——折射率與阿貝數呈反向關係。
(B) ❌ 錯誤陳述(= 本題答案):「波長越長,色散越大」是錯誤的。實際上,色散(折射率隨波長的變化程度)對短波長(violet/blue,紫/藍光) 影響更大,短波長的光折射率更高、彎曲更多;長波長(red,紅光)折射率較低、彎曲較少。因此,波長越短,色散(折射偏離)越大,而非波長越長色散越大。阿貝數的定義本身即反映了藍光(486 nm)與紅光(656 nm)之間折射率的差異量。
(C) ✅ 正確陳述:阿貝數值越小,色散越大。阿貝數(Vd)是色散的倒數指標,阿貝數越高代表色散越低、色像差越小;阿貝數越低則色散越嚴重。例如 CR-39 的阿貝數約 58(色散小),聚碳酸酯
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