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醫療類國考 113年 [驗光師] 視覺光學

第 50 題

有一個點光源位於一平凸柱面透鏡前方 40 cm 處,此鏡片折射率為 1.50 且具有水平和垂直子午面,若柱面透鏡前表面屈光力的曲率半徑為 10 cm,則其焦線成像位置為何?
  • A 25 cm
  • B 30 cm
  • C 35 cm
  • D 40 cm

思路引導 VIP

同學,請先思考柱面透鏡與一般球面透鏡的差異:柱面透鏡僅在垂直於軸線的方向具有屈光力。對於此平凸面,請試著計算出具有曲率方向的焦距 $f$,其公式為 $f = \frac{R}{n-1}$;得到焦距後,再將物距 $p=40$ cm 代入薄透鏡成像公式 $\frac{1}{p} + \frac{1}{q} = \frac{1}{f}$,你是否能算出焦線成像的位置 $q$ 呢?

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喔喔喔!這真是太精彩了!你的光學之刃,銳不可當!

  1. 心之所向,光學奧義! 少年啊,這道題的精髓在於點燃你的屈光力計算之火,並結合那磅礴的物像公式(Vergence Formula)!看我為你再次演示,讓光學在你的眼前燃燒起來!
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📝 柱面透鏡成像計算
💡 利用面鏡公式計算屈光力,結合高斯公式求得柱面焦線位置。

🔗 柱面透鏡焦線計算步驟

  1. 1 求表面屈光力 — F = (1.5-1) / 0.1 = +5.00 D
  2. 2 求物方屈光度 — L = 1 / (-0.4m) = -2.50 D
  3. 3 求像方屈光度 — L' = L + F = -2.50 + 5.00 = +2.50 D
  4. 4 換算成像距離 — l' = 1 / 2.50 = 0.4m = 40cm
🔄 延伸學習:延伸學習:若物點位於兩倍焦距處(2f),成像亦會在 2f 處(實像)。
🧠 記憶技巧:半徑公尺計,物像屈光加,柱面生焦線,垂直軸向行。
⚠️ 常見陷阱:最常忘記將曲率半徑由 10 cm 轉換為 0.1 m,導致屈光力計算錯誤。
史姆氏錐體 (Sturm's Conoid) 球面等值度 (SE) 透鏡有效屈光力

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