115年:眼光概要(2)

一稜鏡可以使光線通過稜鏡後在100 公分處偏移了2.5 公分,則此稜鏡的稜鏡度(△)為何?

A4 △
B40 △
C2.5 △
D25 △

詳細解析

本題觀念

本題考的是稜鏡度(prism diopter)的定義與單位換算。稜鏡讓光線偏折後,在距離稜鏡 1 公尺的位置產生多少公分的橫向位移,就代表多少個稜鏡度;因此,1△代表在 1 m 處偏移 1 cm。計算時要先把題目給的 100 cm 換成 1 m,再將位移量除以距離,避免把公分與公尺混用。這個定義把幾何光學中的偏折效果轉成驗光時容易量測與溝通的數值。

選項分析

A:4△。 若稜鏡度是 4△,依定義在 1 m 處應造成 4 cm 的偏移;題目實際給的是 2.5 cm,所以這個數值過大。

B:40△。 40△在 1 m 處應造成 40 cm 的位移,與 2.5 cm 相差很大,顯然不符合題目條件。這也常見於把距離或單位誤讀後,將數值放大十倍以上的錯誤。

C:2.5△。 稜鏡度公式為 P=c/d,其中 c 是以公分表示的偏移量,d 是以公尺表示的距離。本題 c=2.5 cm、d=100 cm=1 m,所以 P=2.5/1=2.5△,與 1△在 1 m 偏移 1 cm 的定義相符。

D:25△。 25△在 1 m 處應造成 25 cm 的偏移,不是題目所描述的 2.5 cm。25 這個結果多半是小數點或公分、公尺換算時的誤算,不能直接當作稜鏡度。

答案解析

稜鏡度是以光線偏移量定義的角偏折實用單位,不是一般球面鏡片使用的屈光度。公式可寫成 P=c(cm)/d(m)。本題光線在 100 cm,也就是 1 m 處偏移 2.5 cm,因此 P=2.5/1=2.5△。答案為 C。解題關鍵是記住距離必須換成公尺;若直接以 2.5 cm 除以 100 cm,會得到 0.025,卻不是稜鏡度的標準表示方式。

核心知識點

  1. 稜鏡度定義:1△等於光線在距離稜鏡 1 m 處偏移 1 cm。
  2. 計算公式:P=c/d;c 用 cm,d 用 m。
  3. 反向計算:已知稜鏡度時,1 m 處的偏移量 c=P×d;例如 4△在 1 m 處偏移 4 cm。
  4. 單位檢查:100 cm=1 m;若距離改用其他公尺數值,必須先換算,再代入公式。
  5. 概念區分:稜鏡度描述光線偏移效果;一般屈光度則描述鏡片使平行光聚散的能力,兩者名稱相近但意義不同。

參考資料

  1. Prism adaptation in ophthalmic practice
  2. Prism Diopter
  3. Introduction to Ophthalmic Optics
  4. Prism Diopter and Prism Power