115年:視覺光學(2)
屈光性近視眼戴上眼鏡（spectacle lens）或戴隱形眼鏡（contact lens）後，對視網膜影像大小的影響，下列敘述何者正確？〔假設矯正眼鏡（spectacle lens）位在眼睛前焦點〕
A前者變小，後者變大
B前者變大，後者變小
C前者變小，後者不變
D前者變大，後者不變
詳細解析
本題觀念
本題比較屈光性近視以眼鏡與隱形眼鏡矯正時，視網膜影像大小的改變。近視矯正使用負透鏡；眼鏡離角膜有頂點距離，負鏡片會使通過鏡片後的入射光束與主光線幾何關係改變，形成小於 1 的眼鏡倍率，視網膜影像因此縮小。隱形眼鏡幾乎貼在角膜，頂點距離接近零，主光線方向與眼睛成像幾何近似不變，所以影像大小近似維持原來大小。題目特別設定眼鏡位在眼睛前焦點，是為了固定這個光學比較條件。
選項分析
- A．前者變小，後者變大：錯誤。 前半符合負眼鏡的縮小作用，但隱形眼鏡不會使視網膜影像變大；它的頂點距離很小，影像大小近似不變。
- B．前者變大，後者變小：錯誤。 近視矯正需要負透鏡，眼鏡倍率小於 1，不是放大；接觸鏡也不是造成影像縮小的主要情況。
- C．前者變小，後者不變：正確。 負度數眼鏡的眼鏡倍率小於 1，會使視網膜影像縮小；隱形眼鏡貼近角膜，頂點距離近零，主光線幾何幾乎不變。
- D．前者變大，後者不變：錯誤。 後半是近似結果，但近視眼鏡為負透鏡，光學倍率不是大於 1，因此前半錯誤。
答案解析
屈光性近視的矯正鏡片屈光力為負值。眼鏡鏡片置於角膜前方時，頂點距離使負鏡片產生小於 1 的 spectacle magnification；物體在視網膜上的角度影像因此比未經此鏡片時小。相反地，隱形眼鏡位於角膜表面，頂點距離幾乎為零，對主光線的偏折位置與視網膜影像大小影響很小，可視為不變。故正確敘述是「眼鏡使影像變小，隱形眼鏡使影像不變」，選 C。
這也說明不能只看鏡片本身是正透鏡或負透鏡，還要把鏡片到眼睛的距離納入判斷。同樣度數的眼鏡與隱形眼鏡，因為頂點距離不同，光學效果與所需度數可能不同；題目給出的前焦點條件則讓比較有明確的幾何基準。
核心知識點
- 屈光性近視以負透鏡矯正。
- 負度數眼鏡與眼睛有頂點距離，眼鏡倍率通常小於 1，視網膜影像會縮小。
- 隱形眼鏡幾乎貼在角膜，頂點距離接近零，視網膜影像大小近似不變。
- 判斷影像大小時，要同時考慮鏡片屈光力、鏡片位置與主光線方向。