當瞳孔直徑為 3 mm 及光的波長為 550 nm,可以分開艾瑞盤頂點(peaks of Airy disc)的最小距離,即兩點最小可被解析的距離為多少?
- A0.63 分角
- B0.77 分角正解 ✓
- C1.83 分角
- D2.23 分角
官方答案 B
出處:107 年特考專門職業及技術人員高等考試驗光師考試「視覺光學」第 37 題(場次代碼 107060,全卷 50 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。
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本題考點
圓形孔徑繞射的瑞利解析極限 θ = 1.22 λ / d,以及弧度與分角的換算。
正解理由
瑞利準則規定,一個艾瑞盤的峰值落在另一個艾瑞盤的第一暗環上時,兩點恰好可以分辨,最小角距離 θ = 1.22 λ / d。λ = 550 nm = 0.00000055 m,d = 3 mm = 0.003 m,λ / d = 0.00018333,θ = 1.22 × 0.00018333 = 0.00022367 rad。1 rad 等於 180 × 60 / π = 3437.75 分角,所以 θ = 0.00022367 × 3437.75 = 0.7689 分角,取兩位小數為 0.77 分角,故選 B。
逐項排除
- (A)
0.63 分角:這是沒有乘上圓孔係數 1.22 的結果(0.00018333 × 3437.75),用的是狹縫的繞射式;瞳孔是圓形孔徑,必須乘 1.22,正確為 0.77 分角。
- (B)
0.77 分角:正確。
- (C)
1.83 分角:這是 λ / d 以 10⁻⁴ rad 為單位的有效數字(0.00018333 × 10000),既沒乘 1.22,也沒有把弧度換成分角;正確為 0.77 分角。
- (D)
2.23 分角:這是 1.22 λ / d 以 10⁻⁴ rad 為單位的有效數字(0.00022367 × 10000),單位仍是弧度,未換算成分角;正確為 0.77 分角。
演算步驟
- 單位換算:λ = 550 / 1000000000 m = 0.00000055 m;d = 3 / 1000 m = 0.003 m
- λ / d = 0.00000055 m / 0.003 m = 0.00018333
- θ = 1.22 × 0.00018333 = 0.00022367 rad
- 1 rad = 180 × 60 / π 分角:180 × 60 = 10800,10800 / 3.14159 = 3437.75 分角
- θ = 0.00022367 rad × 3437.75 分角 / rad = 0.7689 分角,取兩位小數為 0.77 分角
記憶點
圓孔繞射記得乘 1.22,弧度轉分角乘 180 × 60 / π。
內容更新 2026-10-08 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成驗光、配鏡或醫療建議 · 回報錯誤