115年:隱眼概要(2)

有關軟式水膠隱形眼鏡之含水量與折射率,下列敘述何者正確?

A含水量增加時,折射率會上升
B含水量降低時,折射率會下降
C含水量與折射率呈反比
D含水量對折射率無明顯相關性

詳細解析

本題觀念

軟式水膠隱形眼鏡的折射率,會受到材料中水分比例影響。水本身的折射率低於多數形成鏡片骨架的高分子材料;當水膠吸收更多水分,整體光學組成就更接近低折射率的水,測得的材料折射率會降低。相反地,水分較少時,高分子成分在整體材料中所占比例較高,折射率通常較高。

因此,傳統軟式水膠的含水量與折射率呈反比:一項增加,另一項傾向降低。這裡的「反比」是考試中的材料光學關係,重點在方向相反,不是要求用固定常數計算的嚴格數學反比例。研究資料也顯示,低含水水膠的折射率可高於高含水水膠,例如約 20% 含水量材料的折射率約為 1.46–1.48,而約 75% 含水量材料約為 1.37–1.38。

選項分析

A. 不正確。 含水量增加時,水分在材料中的比例提高,整體折射率通常下降,不會上升。此選項把正確的變化方向顛倒。

B. 不正確。 含水量降低代表高分子材料比例相對提高,折射率通常會上升,而不是下降。因此此選項同樣與水膠材料的實測趨勢相反。

C. 正確。 含水量增加時折射率降低;含水量降低時折射率升高,兩者呈反向關聯,符合軟式水膠材料的基本光學特性。

D. 不正確。 含水量是影響水膠折射率的重要材料因素。研究與軟式鏡片的比較資料都呈現明顯反向關係,不能說兩者沒有明顯相關性。

答案解析

本題答案為 C。解題時先抓住材料組成的方向:水分增加,低折射率的水占比提高,因此整體折射率下降;水分減少,高分子成分占比相對提高,因此折射率上升。這個方向可由研究中的數值例子交叉確認:較低含水量材料約為 1.46–1.48,較高含水量材料約為 1.37–1.38;實際鏡片資料也呈現相同趨勢,例如約 69% 含水量鏡片的折射率約 1.383,而約 24% 含水量鏡片約 1.430。

考題將「增加」與「降低」拆成不同敘述,容易讓人只記得含水量會影響折射率,卻漏看變化方向。判斷時要同時確認兩件事:第一,含水量確實是水膠光學性質的重要因素;第二,含水量與折射率的變化方向相反。

核心知識點

  • 軟式水膠隱形眼鏡的含水量與折射率呈反向關係。
  • 含水量增加,折射率通常下降;含水量降低,折射率通常上升。
  • 水分比例提高會使整體材料更接近低折射率的水。
  • 低含水水膠的高分子比例相對較高,折射率通常高於高含水水膠。
  • 題目中的「反比」應先理解為變化方向相反,再依題目脈絡判斷,不要誤解為必須套用嚴格的數學公式。

參考資料

  1. Refractive index of soft contact lens materials measured in packaging solution and standard phosphate buffered saline
  2. ScienceDirect Topics, Refraction Index
  3. Comparing the Optical Properties of Soft Contact Lenses On and Off the Eye