107年:眼光概要(2)

患者屈光不正度數為 -2.50 D,在其眼前置入 +2.50 D 的球面透鏡,此時其遠點在何處?

A無限遠
B眼前 40 cm處
C眼前 20 cm處
D眼後 40 cm處

詳細解析

本題觀念:

近視眼的遠點(far point)位於眼前有限距離,加入正度數透鏡後,整個系統的等效遠點會改變。本題考查「近視度數 + 正透鏡」的遠點重新計算,核心在於掌握頂焦度(vergence)加減與像距公式。

選項分析

先建立基本概念:

  • 患者度數為 2.50 D-2.50\ \text{D} 近視,其裸眼遠點在眼前 12.50=0.40 m=40 cm\frac{1}{2.50} = 0.40\ \text{m} = 40\ \text{cm}
  • 矯正一個近視眼所需的是負透鏡;加入正透鏡(+2.50 D)會使系統產生新的遠點

透鏡-眼睛系統遠點計算(頂焦度法):

近視眼的遠點在眼前 40 cm,即來自遠點的光線到達眼睛時的出射頂焦度為: Leye=10.40=2.50 DL_{eye} = \frac{1}{-0.40} = -2.50\ \text{D} (負號因為光從眼前入射,距離為 −0.40 m)

現在在眼前緊貼眼睛的位置放入 +2.50 D+2.50\ \text{D} 透鏡,要找新系統的遠點,需找什麼物距 uu 能使通過透鏡後的頂焦度 LL' 恰好等於 2.50 D-2.50\ \text{D}(即讓進入眼睛的光線如同來自裸眼遠點):

L=L+FL' = L + F 2.50=L+(+2.50)-2.50 = L + (+2.50) L=2.502.50=5.00 DL = -2.50 - 2.50 = -5.00\ \text{D}

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