依據折射面的屈光力公式，圖示的光學鏡片置於水中前後表面屈光度其正負號應為何？

本題考點

單一折射面屈光力公式的正負號規則——屈光力的正負由「兩側折射率差」與「曲率半徑的正負」共同決定，以及鏡片放入水中後正負號是否改變。

正解理由

參考系：光線由前（左）往後（右）行進，曲率中心落在表面後方（光線前進的一側）時曲率半徑為正，落在表面前方時為負。折射面屈光力公式為 F＝(n′ − n)/r，n 為光線入射側的折射率、n′ 為出射側的折射率。前表面：光由水進入鏡片，鏡片折射率高於水，(n′ − n) 為正，F 的正負與 r 相同，曲率中心在表面後方時為正值。後表面：光由鏡片進入水，(n′ − n) 為負，F 的正負與 r 相反，曲率中心在表面前方時為正值。

因為只要鏡片折射率高於水，放入水中只會縮小兩側折射率差、降低屈光力的大小，不會翻轉 (n′ − n) 的正負，所以每個面的正負號仍由它的彎曲方向決定。依官方答案，此鏡片前、後表面的屈光度皆為正值，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   錯誤。前表面正、後表面負，對應的是後表面曲率中心落在表面後方的情形，與官方答案的兩面皆正不符。

2. (B)

   錯誤。前表面負、後表面正，對應的是前表面曲率中心落在表面前方的情形，與官方答案不符。

3. (C)

   正確。依公式，前表面曲率中心在後方、後表面曲率中心在前方時兩面皆為正值，與官方答案一致。

4. (D)

   錯誤。兩面皆負，對應的是兩個表面都朝與上述相反方向彎曲的情形，與官方答案不符。

記憶點