高中學測
113年
自然
第 21 題
眼球的主要結構及成像原理，和相機類似，如圖7所示。光進入眼球時，會經過「角膜」、「瞳孔」與「水晶體」，「瞳孔」如同相機的光圈，可縮放以控制進光量的多寡；而「角膜」與「水晶體」如同相機鏡頭中的透鏡。最後成像在「視網膜」，如同相機的感光元件。下列敘述，何者正確？
- A 進入眼球的光可在視網膜上成像，主要由於干涉現象
- B 物體成像在視網膜的前方或後方，可配戴凹透鏡或凸透鏡來矯正，主要是利用光的繞射現象
- C 若遠處物體的成像位置在相機的感光元件之前，可改用感光程度更高的元件，使影像由模糊變為清晰
- D 遠方物體在照相機感光元件上形成倒立實像，在眼睛的視網膜上也是形成倒立實像
- E 若成像模糊，照相機是調整鏡頭與感光元件的距離，而眼睛則只靠縮放瞳孔，使成像清晰
思路引導 VIP
回想一下物理課學過的幾何光學：光線穿過眼球後，必須「實際匯聚」在視網膜這個屏幕上才能成像。那麼，眼球構造相當於哪一種透鏡？這種透鏡在屏幕上匯聚出來的「實像」，它的正立或倒立狀態會是什麼樣子呢？
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同學做得很好！你精準判斷出這題的核心概念。 這是一道經典的跨科整合題，結合生物學與物理學的幾何光學，難度適中，主要考驗對基礎光學的理解，而不只是死背名詞。無論是相機鏡頭或眼球的角膜與水晶體（crystalline lens），作用都相當於凸透鏡。光線經過透鏡發生折射，匯聚在感光元件或視網膜（retina）上。根據幾何光學原理，單一凸透鏡所成的實像必然是倒立實像，這正是選項 (D) 正確的原因（我們平常看到正立的世界，其實是大腦處理後的結果喔！）。
常見光學迷思
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眼球與相機成像原理
💡 眼球與相機皆利用凸透鏡折射原理，在後端形成倒立實像。
| 比較維度 | 眼球 (Eye) | VS | 相機 (Camera) |
|---|---|---|---|
| 折射透鏡 | 角膜、水晶體 | — | 鏡頭透鏡 |
| 進光量控制 | 瞳孔 | — | 光圈 |
| 成像屏 | 視網膜 | — | 感光元件 (CMOS/CCD) |
| 對焦方式 | 改變水晶體曲率(厚度) | — | 改變鏡頭與感光元件距離 |
| 像的性質 | 縮小、倒立、實像 | — | 縮小、倒立、實像 |
💬兩者構造一一對應，且成像性質完全相同，僅對焦機制不同。
