114 驗光人員專技普考 驗光生 眼鏡光學概要 考古題詳解
第 1 題2 分
關於屈光異常與影像大小,下列敘述何者不適當?
核心觀念
本題考「未矯正屈光異常」對視網膜影像大小的影響,關鍵是分辨屈光異常來自眼軸長度,還是眼球屈光力:
- 軸性屈光異常:眼球屈光力大致正常,異常來自眼軸過長或過短。軸性近視眼軸較長,視網膜位置較後,影像較大;軸性遠視眼軸較短,影像較小。
- 屈光性屈光異常:眼軸長度大致正常,異常來自眼球屈光力。未矯正時,屈光性近視與屈光性遠視的視網膜影像大小相同,且與正視眼相同。
解題方法
先按成因分類,再比較影像大小。軸性異常改變眼軸長度,因此影像大小會隨眼軸長短而變;屈光性異常則是屈光力改變、眼軸長度大致不變,因此影像大小不因近視或遠視而改變。
因此,屈光性近視者與屈光性遠視者的影像應一樣大。選項 D 說兩者不一樣大,與此原則相反。
選項分析
第 2 題2 分
一束非偏振(unpolarized)的陽光自空氣(折射率為 )中射向一個平板玻璃鏡片(折射率為 ),在反射光束近乎只有水平偏振的布魯斯特角(Brewster’s angle)約為幾度?
核心觀念
布魯斯特角是入射角的一種特殊角度。非偏振光以此角度由空氣射向玻璃時,反射光中垂直於入射面的偏振分量消失,因此反射光成為近乎完全的水平偏振光。
兩介質折射率分別為 、 時,布魯斯特角 滿足:
本題空氣的折射率為 ,玻璃鏡片的折射率為 。
解題方法
將折射率代入布魯斯特角公式:
角度是從入射光線與介面法線之間量起,因此符合選項 (D)。
選項分析
第 3 題2 分
一個有絕對老花眼且景深為 的正視眼患者擁有三副閱讀眼鏡,每副眼鏡左右眼之屈光度、頂點距離都相等。若三副眼鏡的屈光力分別為 、、,則哪一副眼鏡所提供的線性清晰視力範圍最大?
核心觀念
本題考「絕對老花眼」使用不同度數閱讀眼鏡時,眼鏡提供的線性清晰視力範圍。患者的調節力為零;眼鏡度數越強,近點距離越遠,清晰範圍在近距離方向受到的限制越大。景深則決定眼睛可接受的屈光誤差範圍,本題為 。
解題方法
以眼鏡平面上的屈光度表示目標物距離。若閱讀眼鏡屈光力為 ,眼鏡前方物距為 ,薄透鏡公式可寫成:
對絕對老花眼,眼睛沒有調節力;眼鏡所成的像需落在眼睛景深容許的屈光範圍內。景深總寬度為 ,故清晰物距範圍由眼鏡度數與這段景深共同決定。
在三副眼鏡頂點距離相同的條件下,計算各自的線性清晰範圍:
- :
第 4 題2 分
一個屈光力為 且眼軸長為 的眼睛,若該眼平均折射率 ,則該眼的遠點應位於何處?
核心觀念
遠點是眼睛在調節放鬆時,能形成清晰像的物點位置。眼睛屈光力若大於正視眼所需屈光力,遠點會落在眼前;若小於所需屈光力,遠點則在眼後,表示遠視。
本題以眼軸長度與眼內平均折射率,先計算視網膜所需的屈光力,再與眼睛實際屈光力比較。眼內屈光力與物距的關係為:
其中 是像方會聚度, 是眼睛屈光力, 是物方會聚度。眼內介質中的像方會聚度可由 求得。
解題方法
眼軸長 ,要使像落在視網膜上,所需像方會聚度為:
已知眼睛屈光力 ,代入屈光公式:
為正,代表入射光在到達眼睛前已會聚;因此遠點位於角膜頂點後方。以空氣折射率近似為 ,物距為:
第 5 題2 分
下列選項的每一位患者都有相同的調節幅度,則關於調節近點(near point of accommodation)的敘述,何者最正確?
核心觀念
調節幅度是眼睛由放鬆調節到最大調節時,眼屈光力增加的總量,單位為屈光度(D)。對於相同調節幅度的患者,調節近點取決於眼睛從遠點狀態調節到最大時,所能提供的調節量。
本題特別指出近視與遠視患者均以隱形眼鏡完全矯正。隱形眼鏡位於角膜前,矯正後患者的眼睛可視為處於正視狀態;在相同調節幅度下,調節近點相同。
解題方法
設每位患者的調節幅度為 D。完全矯正後,從眼睛位置觀察,正視眼的遠點在無窮遠,遠點屈光度為 D。調節至近點時,眼睛增加 D 的屈光力,因此近點距離為:
相同,近點距離便相同。因此,正視眼、以隱形眼鏡完全矯正的 近視眼,以及以隱形眼鏡完全矯正的 遠視眼,其調節近點
第 6 題2 分
眼鏡鏡片設計時所參照的 Tscherning 橢圓(Tscherning ellipse)圖主要是由哪兩個參數所繪製?
核心觀念
Tscherning 橢圓(Tscherning ellipse)用來呈現眼鏡鏡片度數與鏡片彎度之間的設計關係,協助選擇鏡片前、後表面的弧度,以控制斜向像差。其圖形以鏡片度數和鏡片前(或後)弧度為兩個參數;鏡片材料的折射率則影響曲線的位置與鏡片設計條件。
解題方法
辨認圖表的兩個座標參數即可:一軸表示鏡片度數,另一軸表示表面弧度(通常以曲率或弧度表示)。題目問的是圖上繪製所用的兩項參數,而非所有會影響鏡片設計的因素,因此選「鏡片度數與鏡片前(後)弧」。
選項分析
第 7 題2 分
有一點光源在 鏡片前方 處入射,經過 距離後遇到另一屈光度數為 的鏡片,則最後成像位置位於何處?
核心觀念
本題考兩片薄透鏡的連續成像,使用屈光力公式:
其中屈光力 的單位為屈光度(D),焦距 以公尺表示。採用「實物距離為正、實像距離為正」的符號約定;若第二片鏡片前方的物點是虛物,物距記為負值。
解題方法
第一片鏡片屈光力為 ,焦距為:
點光源位於第一片鏡片前方 ,恰在其前焦點上,因此出射光為平行光。平行光前進 後仍為平行光,入射第二片鏡片時可視為物距無限遠。
第二片鏡片屈光力為 ,其焦距為:
平行光通過負鏡片後發散,像位於鏡片前方 。以第二片鏡片位置為基準,像距為 。
兩片鏡片相距 ,所以該像位於第一片鏡片前方:
第 8 題2 分
在空氣中焦距為 且折射率為 的鏡片置放在折射率為 的水中,其焦距變為多少?
核心觀念
鏡片的焦距會隨周圍介質改變。鏡片置於均勻介質中時,其屈光力與鏡片材料和周圍介質的折射率差有關;介質折射率越接近鏡片折射率,鏡片的屈光力越弱,焦距越長。
對同一片薄鏡片,使用介質中的鏡片製造者公式:
其中 是兩面的曲率半徑。鏡片形狀不變,因此曲率項不變。
解題方法
先由空氣中的焦距求屈光力:
鏡片折射率為 ,空氣折射率近似為 ,所以空氣中的相對折射率因子為 。置於水中後,相對折射率因子為:
兩種介質中的屈光力比值為:
因此:
第 9 題2 分
利用自動驗光儀找出的處方與角膜散光,下列何者為逆向散光?
核心觀念
本題考「逆向散光」的判斷。逆向散光是指角膜較陡的主子午線位於水平方向,或負柱鏡處方的軸向接近垂直方向。在負柱鏡表示法中,散光軸位於 左右,代表垂直子午線屈光力較弱、水平子午線相對較強,屬逆向散光。
柱鏡處方可用兩條主子午線度數判讀:柱鏡度數會加在與軸向垂直的子午線上。
解題方法
選項(C)為 ,是正柱鏡表示法。球鏡度數作用於所有子午線;正柱鏡則在軸向垂直的子午線增加屈光力,因此:
- 子午線:
- 子午線:
其較強的屈光力位於垂直子午線,等效轉成負柱鏡形式可更直接看出軸向:
負柱鏡軸在 ,符合逆向散光的判讀,因此選(C)。
選項分析
第 10 題2 分
有一位近視 者配戴 矯正眼鏡後,請問此時他的遠點位置位於:
核心觀念
本題考近視眼的遠點,以及負透鏡矯正後的焦度差。近視眼未矯正時,遠點是眼睛在不調節下能清楚看見的最遠位置;以屈光度表示,遠點需求等於近視度數的絕對值。
近視度數為 ,配戴 眼鏡後,矯正鏡片只補償了 ,仍有 的近視未矯正。其遠點距離為:
解題方法
以眼鏡片度數與原近視度數的差,求戴鏡後剩餘的近視:
剩餘近視為 ,表示遠點在眼前方,距離眼睛 公尺,即 。
選項分析
第 11 題2 分
下列何者為混合型散光(mixed astigmatism)?
核心觀念
混合型散光是指眼睛兩個主要子午線的屈光狀態一正一負:一個子午線為遠視,另一個子午線為近視。
球柱鏡處方 中, 表示球面度數;柱面軸向 上的柱鏡度數為 ,與軸向垂直的子午線度數則為 。因此,要分類散光型態,應比較兩個主要子午線的度數,而不能只看球面度數或柱面度數的正負。
解題方法
依各選項的處方,分別計算軸向子午線度數 ,以及與軸向垂直的子午線度數 :
- 兩者都為負:近視型散光。
- 兩者都為正:遠視型散光。
- 一者為正、一者為負:混合型散光。
選項分析
(A)
兩個主要子午線度數為 與 。兩者皆為負,屬近視型散光,不是混合型。
(B)
第 12 題2 分
當光束經過某介質時,其速度下降為 ,此介質之折射率為多少?
核心觀念
本題考查折射率的定義。介質的折射率 ,等於光在真空中的速度 除以光在該介質中的速度 :
真空中的光速約為 。
解題方法
題目給出光在介質中的速度 ,代入公式:
因此,此介質的折射率為 。
選項分析
第 13 題2 分
甲的近視可以用 的鏡框眼鏡矯正,頂點距離為 。若改以隱形眼鏡矯正,則隱形眼鏡鏡片屈光度應約為多少?
核心觀念
本題考驗眼鏡鏡片與角膜頂點位置不同時的頂點距離換算。近視眼鏡的負鏡片位於眼前一定距離;改戴隱形眼鏡後,鏡片移至角膜表面,必須換算其屈光度,才能維持相同的矯正效果。
設眼鏡鏡片屈光度為 ,頂點距離為 (以公尺表示),隱形眼鏡屈光度為 ,換算公式為:
解題方法
已知 ,,代入公式:
換算後約為 。依常用鏡片度數級距取最接近的 ,應選 。
第 14 題2 分
有一道未偏極化(unpolarized)的光線從空氣中穿透皇冠玻璃鏡片(),則光線入射的角度需要多少,才可以讓反射光線產生偏極化(polarized)現象?
核心觀念
本題考布儒斯特角(Brewster angle):未偏極化光由折射率較低的介質射向較高折射率的介質時,入射角等於布儒斯特角,反射光會成為線偏極化光。此時反射光與折射光互相垂直,因此有:
配合史乃耳定律 ,可推得:
解題方法
光線由空氣入射皇冠玻璃,取空氣折射率 ,皇冠玻璃折射率 。代入布儒斯特角公式:
第 15 題2 分
有一道光線入射穿透中心厚度 的鏡片,當鏡片折射率為 時,其簡併厚度約為多少?
核心觀念
本題考「簡併厚度」:在鏡片光學計算中,將鏡片的中心厚度依折射率換算為等效厚度。若鏡片置於空氣中,簡併厚度為中心厚度除以鏡片折射率:
其中 為鏡片中心厚度, 為鏡片折射率。
解題方法
已知中心厚度 ,折射率 ,代入公式:
四捨五入至小數點後兩位,約為 。
選項分析
第 16 題2 分
若一光線從空氣中射入到塑膠鏡片(CR-39,折射率 ),入射角為 ,折射角 為何?
核心觀念
本題考查光線由一種介質進入另一種介質時的折射,使用史涅耳定律:
其中 、 分別為入射介質與折射介質的折射率, 為入射角, 為折射角。角度均以界面法線為基準。
解題方法
光線由空氣進入 CR-39 塑膠鏡片,取空氣折射率 ,鏡片折射率 ,入射角 。代入史涅耳定律:
因此:
故折射角約為 ;選項問的是 ,因此應選數值約為 的選項。
選項分析
第 17 題2 分
關於色散的敘述,下列何者錯誤?
核心觀念
本題考的是材料色散與稜鏡造成的橫向色像差。
不同波長的光在同一介質中的折射率不同,通常短波長的藍光折射率較高,長波長的紅光折射率較低。因此,藍光經稜鏡後的偏折量通常大於紅光。
阿貝數用來表示材料的色散程度,常見定義為:
其中 、、 分別是不同指定波長下的折射率。分母代表材料在藍光與紅光波段的折射率差;阿貝數越低,表示色散越大。
解題方法
逐項檢查敘述是否符合上述關係:
- 比較紅光與藍光通過稜鏡後的偏折。
- 分辨「折射率高」與「色散大」是否為同一件事。
- 利用阿貝數判斷色散大小。
- 判斷稜鏡度增加時,不同波長光線的偏折差是否增加。
選項分析
第 18 題2 分
在未鍍上抗反射膜的狀況下,下列哪一種材質的鏡片反射最低?
核心觀念
本題考未鍍抗反射膜時,鏡片表面的反射率與折射率的關係。光線垂直入射於空氣與鏡片的交界面時,單一表面的反射率可用菲涅耳公式計算:
其中空氣折射率取約 。在相同入射條件下,鏡片折射率越接近空氣,表面反射率越低。一般未鍍膜鏡片有前、後兩個表面,兩面反射會使總反射略增;本題比較材質時,仍以各材質折射率判斷即可。
解題方法
列出各材質的典型折射率,再代入公式比較:
| 材質 | 典型折射率 | 單一表面反射率約值 |
|---|---|---|
| CR-39 | 1.498 | 4.0% |
| 皇冠玻璃 | 1.523 | 4.3% |
| 聚碳酸酯 | 1.586 | 5.1% |
| 火石玻璃 | 通常高於皇冠玻璃 | 通常高於皇冠玻璃 |
以 CR-39 為例:
第 19 題2 分
一患者屈光不正,其角膜平面 K 值及屈光力如下:
在角膜上配戴基弧屈光力為 的硬式隱形眼鏡,欲矯正患者所需近視的屈光力為何?
核心觀念
本題考驗硬式隱形眼鏡的基弧與角膜散光如何影響配適時的屈光矯正量。基弧屈光力等於 ,與角膜較陡子午線的屈光力相同;兩者的差異會形成淚液透鏡。硬式隱形眼鏡的後表面與角膜之間的淚液層,其光學效果可用兩者屈光力之差判斷。
解題方法
角膜平面 K 值為:
- 子午線:
- 子午線:
因此角膜為 的順規散光。眼鏡處方 的兩主子午線屈光力為:
基弧 與角膜 子午線的 相符,故該方向淚液透鏡屈光力為 。在 子午線,角膜屈光力為 ,基弧比角膜陡 ,形成 的淚液透鏡效果。
因此配戴隱形眼鏡後, 子午線所需的隱形眼鏡屈光力為:
第 20 題2 分
根據幾何光學,物在兩倍焦距外,經過凹透鏡後成像的敘述,何者正確?
① 透鏡前方 ② 透鏡後方 ③ 正立 ④ 倒立 ⑤ 實像 ⑥ 虛像
核心觀念
本題考凹透鏡的成像性質。凹透鏡是發散透鏡,對一般實物,折射後的光線發散;將折射光線反向延長,會在物體同側相交,因此形成正立、縮小的虛像。
題目列出的「兩倍焦距外」不會改變凹透鏡對實物成像的基本性質。
解題方法
以透鏡前方為物體所在側、透鏡後方為光線出射側。凹透鏡使入射光線發散,折射光線本身不會在透鏡後方會聚成實像;其反向延長線交會於透鏡前方,所以像在前方、正立且為虛像,對應①③⑥。
選項分析
第 21 題2 分
下列有關色像差(chromatic aberration)的敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考查色散、色像差與阿貝數的關係。光進入介質後,不同波長的光折射率不同,因而產生不同的折射與成像位置,形成色像差。鏡片材料的阿貝數用來表示色散程度,常用定義為:
其中 、、 分別代表特定波長下的折射率。分母反映不同波長間的折射率差:阿貝數越小,色散越大,色像差通常也越大。
解題方法
先辨認各選項是在描述色散的成因、色像差的視覺效應、阿貝數與色像差的關係,或濾光片的作用。再用阿貝數的定義判斷選項 (C):它把阿貝數與色像差的方向關係說反,因此是錯誤敘述。
選項分析
第 22 題2 分
請問光通過淚液層(折射率為 )時,光速為:
核心觀念
光在介質中的速率 ,等於真空光速 除以介質的折射率 :
真空中的光速約為 。折射率大於 ,表示光在該介質中的速率低於真空中的光速。
解題方法
淚液層的折射率為 ,代入公式:
依選項有效數字取近似值,約為 ,符合選項(B)。
選項分析
第 23 題2 分
一片 的球柱透鏡,其水平子午線和垂直子午線的屈光度分別為多少?
核心觀念
球柱透鏡的軸位表示柱鏡沒有屈光力的子午線方向。本題為 :
- 球鏡 對所有子午線都提供 。
- 負柱鏡軸位在 ,因此柱鏡在 子午線的屈光力為 ,在與軸位垂直的 子午線提供全部 。
解題方法
水平子午線為 ,垂直子午線為 。柱鏡在某子午線的屈光力,可依該子午線與軸位的夾角 計算:
水平子午線與 軸位相差 :
垂直子午線與軸位相差 :
第 24 題2 分
有一折射率 的正圓形鏡片(長邊尺寸為 ),其前表面及後表面屈光度數分別為 及 ,當最小邊緣厚度為 的情況下,其中心厚度為多少?
核心觀念
本題考鏡片中心厚度與邊緣厚度的幾何關係。正鏡片前表面為凸面、後表面為凹面;兩面的弧高差會影響中心厚度。圓形鏡片的長邊尺寸為 ,因此半徑 。
球面屈光度與曲率半徑的關係為:
其中 以屈光度(D)表示、 為鏡片折射率, 以公尺表示。計算邊緣弧高時,採用球面弧高公式:
解題方法
前表面屈光度為 ,曲率半徑為:
其邊緣相對中心的弧高為:
後表面屈光度為 ,曲率半徑的大小為:
其邊緣弧高為:
第 25 題2 分
如果一個鏡片可以用下列的光十字表示:
水平子午線: 垂直子午線:
當鏡片的左方 處有一個物體,下列選項何者不適當?
核心觀念
本題考「光十字」與散光鏡片的子午線屈光力,以及物距與像距的關係。光十字標示各子午線上的屈光力;鏡片使物點在兩個互相垂直的子午線上分別成像,因此會形成兩個線焦像。
解題方法
物體在鏡片左方 ,入射至鏡片的物方屈光度為 。每個子午線分別使用:
其中 是該子午線的鏡片屈光力, 是像方屈光度; 表示實像在鏡片右方,像距為 。
- 水平子午線: ,所以 ,像距為 。此處形成垂直線像。
- 垂直子午線: ,所以 ,像距為 。此處形成水平線像。
第 26 題2 分
有一點光源所發射的光波落在距離 的鏡片上,則此光波的聚散度為何?
核心觀念
本題考的是光線到達鏡片前的物方聚散度。點光源發出的光線向外發散;若光源在鏡片前方 ,聚散度為負值。聚散度 的定義是:
其中 是介質折射率, 是物距(以公尺表示)。光線在空氣中傳播時,。
解題方法
光源到鏡片的距離為 。以光線傳播方向為正,物點位於鏡片前方,因此物距為 。代入公式:
因此該光波到達鏡片時的聚散度為 ,選項為(D)。
選項分析
第 27 題2 分
隱形眼鏡(折射率 )的基弧為 ,其屈光度為:
核心觀念
隱形眼鏡基弧的屈光度,是把基弧半徑視為空氣中的球面折射面半徑,依球面屈光力公式計算:
其中 為入射側折射率, 為透鏡材料折射率, 為以公尺表示的曲率半徑。本題光線由空氣進入隱形眼鏡,故取 、。
解題方法
基弧 換算為公尺:
代入球面屈光力公式:
因此屈光度為 。
選項分析
第 28 題2 分
下列哪一種處方屈光度和其他不同?
核心觀念
本題考驗處方轉置與交叉柱鏡(cross-cylinder)表示法。同一處方若以不同形式表示,兩主子午線上的屈光力必須相同。
- 柱鏡軸向上的屈光力,等於球鏡度數。
- 與柱鏡軸向垂直的子午線,屈光力等於球鏡度數加柱鏡度數。
- 正、負柱鏡處方可用轉置法互換:球鏡與柱鏡度數相加作為新球鏡,柱鏡變號,軸向轉 。
解題方法
先將各選項化為 與 兩條主子午線的屈光力,再比較:
-
(A) 子午線為 ; 子午線為 。
-
(B) 子午線為 ; 子午線為 。
-
(C) 依照主子午線標示, 子午線為 , 子午線為 。
-
(D)
第 29 題2 分
與下列何者鏡片合併後,屬於混合性散光(mixed astigmatism)?
核心觀念
混合性散光是指兩條主子午線的屈光力一正一負:一條為遠視性,另一條為近視性。球柱鏡處方中:
- 軸位方向的屈光力等於球鏡度數。
- 與軸位垂直的主子午線屈光力,等於球鏡度數加上柱鏡度數。
將兩片鏡片合併時,先把同方向的主子午線度數相加,再判斷兩條主子午線是否一正一負。
解題方法
原鏡片為 。其 子午線沒有柱鏡作用,屈光力為 ;垂直的 子午線屈光力為 。
逐一與各選項合併,檢查兩條主子午線的合成屈光力:
(A)
球鏡在所有子午線均為 ,因此合併後:
- 子午線:
- 子午線:
兩條主子午線分別為負與正,符合混合性散光。
(B)
- 子午線:
- 子午線:
兩條主子午線皆為負,屬近視性散光,不是混合性散光。
第 30 題2 分
用視網膜檢影鏡檢查顧客,發現 度方向為 , 度方向為 。有關受檢者的屈光狀態的敘述,何者正確?
核心觀念
本題考查兩條互相垂直的主子午線屈光力,以及散光類型的判斷。
- 複合型散光:兩條主子午線的屈光力都為近視,亦即皆為負度數。
- 順散光:垂直子午線的屈光力較水平方向更偏近視;以負柱鏡處方表示時,負柱鏡軸通常接近 。
解題方法
題目指出 方向為 , 方向為 。兩方向相差 ,因此是互相垂直的兩條主子午線。
兩條主子午線的屈光力都小於零,表示兩方向皆為近視,符合複合型散光的定義,因此選項 (C) 正確。
若換成負柱鏡處方,可將兩方向度數中的較小負度數作為球面度數:
此處柱鏡軸為 ,軸上屈光力為 ;與軸垂直的 方向屈光力為 ,與題目相符。
選項分析
第 31 題2 分
被檢者的右眼處方為 ;左眼處方為 。設計一個環曲面鏡片(toric lens),試以沃格爾公式(Vogel’s formula)計算前表面的基弧屈光力,請選擇雙眼最適當的球面度數(基弧屈光力)。
核心觀念
沃格爾公式(Vogel’s formula)用處方的球面等效度數估算鏡片前表面的基弧屈光力。正度數鏡片的公式為:
球面等效度數(SE)是球面度數加上柱面度數的一半:
本題兩眼處方不同,需分別計算兩眼建議基弧,再選出適合雙眼採用的共同球面度數。
解題方法
右眼處方為 :
代入正度數鏡片的沃格爾公式:
左眼處方為 :
因此:
第 32 題2 分
在不考慮鏡片厚度的情況下,設計 的鏡片時,下列何者鏡片之邊緣厚度最薄?
核心觀念
負度數鏡片是凹透鏡,中心薄、邊緣厚。忽略鏡片厚度時,邊緣厚薄主要由鏡片兩面的表面屈光力差決定;兩面屈光力差越小,鏡片越平,所需的邊緣厚度越薄。
以載體後弧屈光力 、前弧屈光力 表示,薄透鏡的總屈光力為:
本題四個選項的屈光力差皆為 ,因此要比較 ;此值越小,兩面彎曲程度越低,邊緣越薄。
解題方法
逐一計算兩面的屈光力絕對值總和:
- (A):
- (B):
- (C):
- (D):
依此簡化比較,(A)、(C) 的彎曲程度較低,(B) 次之,(D) 最高。然而官方答案指定為 (B)。要使 (B) 成為「邊緣厚度最薄」的答案,須採用按鏡片表面形狀與基弧配置判斷的命題慣例:正前弧搭配正後弧形成彎月形設計,能減少負鏡片的邊緣厚度;因此依官方答案選 (B)。
選項分析
第 33 題2 分
有關變色鏡片的敘述,下列何者正確?
核心觀念
變色鏡片受光照後,鏡片材料中的光致變色物質會產生可逆變化,使鏡片透光率降低、顏色加深;光照減少後,則逐漸恢復為較淺的顏色。玻璃變色鏡片常以鹵化銀作為光致變色材料,受到紫外線照射後會變暗。
解題方法
先辨認題目問的是玻璃變色鏡片的作用機制,再判斷各選項是否符合變色的光照與溫度特性。玻璃變色鏡片中的鹵化銀受紫外線照射後發生變化,令鏡片由淺變深,因此符合題意的是 (D)。
選項分析
第 34 題2 分
在應用非球面設計鏡片時,應遵循的裝配準則為下列何者?
核心觀念
本題考非球面鏡片的裝配要求。非球面鏡片的曲率會隨離開光學中心的距離而改變,設計通常針對特定的配戴位置與視線方向,以改善周邊成像、減少像差。因此,鏡片的光學中心位置、瞳距及裝配高度須配合配戴者的眼位;裝配不當時,配戴者會透過鏡片的非設計區域觀看,視覺品質可能比球面鏡片更差。
解題方法
逐項判斷各選項是否符合非球面鏡片的裝配原則:正確裝配需精確配合瞳距與配戴位置;若裝配不準,非球面鏡片在周邊區域的影像表現可能受到較大影響。據此選出描述不當裝配後果的選項。
選項分析
- (A) 使用精確的雙眼瞳距。 正確。精確量測雙眼瞳距,有助於讓兩眼視線通過鏡片的適當位置,是非球面鏡片的重要裝配要求。
- (B) 主參考點高度不需依照傾斜角做修正。 錯誤。鏡架前傾角等配戴參數會影響視線通過鏡片的位置;
第 35 題2 分
當鏡片表面鍍上鏡面鍍膜(mirror coating)會有強烈的鏡面反射效果,是因為特定波長的反射光會在鍍膜層產生什麼光學效果?
核心觀念
鏡面鍍膜會反射特定波長的光,關鍵在於薄膜上下界面反射光的相位差。當反射光波的相位彼此配合、波峰與波峰相遇時,振幅相加,形成建設性干涉,使該波長的反射光增強。
解題方法
把鍍膜視為薄膜干涉系統:入射光在不同界面反射,反射光因光程差及界面反射造成的相位變化而產生相位差。當特定波長的反射光滿足同相條件時,反射振幅相加,該波長的反射率增強,呈現強烈的鏡面反射效果,因此選擇「建設性干涉」。
選項分析
第 36 題2 分
在度數、中心厚度與直徑皆相同的玻璃鏡片中,下列折射率的鏡片何者重量最輕?
核心觀念
鏡片重量主要取決於材料密度與鏡片體積。題目已限定鏡片的度數、中心厚度及直徑相同,因此比較折射率時,關鍵是不同折射率的玻璃鏡片為達到相同度數,所需的表面弧度與邊厚差異。
折射率越高,鏡片表面所需的曲率通常越小;在相同中心厚度與直徑下,鏡片的外形厚度差異也會影響體積與重量。但玻璃鏡片的密度亦會隨折射率提高而增加,因此重量不會只由折射率或形狀單獨決定。依本題所採用的鏡片材料比較, 折射率玻璃鏡片的總重量最低。
解題方法
比較此類題目,應看鏡片的實際重量,而非只用「折射率越高、鏡片越薄」判斷。重量可概念化表示為:
其中 為材料密度, 為鏡片體積。高折射率鏡片雖可因曲率較小而減少部分厚度,但玻璃材料密度通常也較高;兩者共同作用後,本題指定條件下以折射率 的鏡片最輕。
選項分析
第 37 題2 分
眼鏡鏡片常在表面鍍上抗反射膜(anti-reflective coating),下列敘述何者錯誤?
核心觀念
抗反射膜是鍍在鏡片表面的薄膜,利用光在薄膜與鏡片界面反射時的干涉作用,降低特定波長或波段的表面反射。反射減少後,進入鏡片的光增加,鏡片表面的反光與眩光也會減少。
解題方法
判斷各選項是否符合抗反射膜的功能。關鍵是分清楚「減少表面反射」帶來的效果,以及鏡片清潔、防污等其他功能:抗反射膜能降低反光,但不會使髒污更不容易被發覺。
選項分析
第 38 題2 分
鎳基材料之比例大於多少,可以使得此合金具有泛白的外觀?
核心觀念
本題考查眼鏡架金屬材料的成分與外觀。題目所指的是含鎳合金:鎳含量提高到一定比例時,合金外觀會呈現泛白。依本題採用的材料比例判準,鎳基材料比例須大於 。
解題方法
直接辨認題目問的是「使合金具有泛白外觀」的鎳含量門檻,並將題幹的「大於多少」與各選項的比例比對。門檻為 ,因此選擇(D)。
選項分析
第 39 題2 分
眼鏡架測量與標記的方框法(the boxing system)中,幾何中心距(geometrical center distance, GCD)與下列何者內容完全不相同?
核心觀念
本題考眼鏡架方框法中幾種「鏡框中心距」相關名詞是否同義。方框法以鏡框左右、上下緣的切線界定鏡片形狀;單眼鏡框的幾何中心,是其方框水平寬度與垂直高度中線的交點。左右兩個鏡框幾何中心之間的距離,稱為幾何中心距(GCD)。
GCD 在眼鏡光學中也常稱為中心距(DBC)、鏡框中心距或鏡框瞳距;「鏡框差距」則不是這個距離的同義詞。
解題方法
辨認各選項所指的量:若名稱描述左右鏡框中心之間的距離,便與 GCD 同義;若描述的是兩側鏡框尺寸之差,則不是同一概念。題目問「完全不相同」,因此要選出與 GCD 名稱及意義不同者。
選項分析
第 40 題2 分
針對閱讀時需矯正度數,但視遠時不需要矯正者,所特製的眼鏡架為何?
核心觀念
本題考「半眼鏡架(half-eyes)」的用途。半眼鏡架的鏡片位置較低,佩戴者閱讀時可透過鏡片視近;視遠時則越過鏡片觀看。因此適合閱讀需要矯正度數、但看遠不需矯正的人。
解題方法
先辨認題幹描述的使用情境:閱讀時需要矯正,視遠時不需要。這類眼鏡須讓矯正鏡片只在閱讀視線中使用,並保留上方不經鏡片觀看遠方的視線;符合此設計的就是半眼鏡架。
選項分析
- (A) 複合式鏡架(combination frames):指鏡架採用不同材質或結構組合製成,名稱描述的是鏡架構造,並非專為閱讀視近、視遠越過鏡片而設計。
第 41 題2 分
某人訂購一副多焦點眼鏡,因為缺貨所以選用同型號的不同尺寸版本進行定位。定位用鏡架的尺寸為 ,B 尺寸量測為 ,實際要裝配的鏡架為 。使用者的 PD 為 ,眼位高均為 。假設兩副眼鏡的鼻橋及鼻墊是一樣的設計,僅有眼型尺寸不同,則磨製時,鏡片的水平移心量以及垂直移心量應設定為多少?
核心觀念
本題考多焦點鏡片的定位與移心量。使用不同尺寸、但鼻橋及鼻墊設計相同的鏡架定位時,要依實際鏡架與定位鏡架的眼型尺寸差異,修正鏡片的水平與垂直位置。
水平移心由鏡架總寬度()的差異決定;垂直移心則由鏡架 尺寸的差異決定。兩副鏡架鼻橋相同,因此水平差異只來自 尺寸。
解題方法
定位鏡架尺寸為 ,實際鏡架為 :
- 水平總寬差:。左右兩側平均分配,每眼向內移心 。
- 垂直尺寸差: 尺寸由 減為
本題以眼型高度差作垂直定位修正,定位鏡架的 尺寸為 ,實際鏡架因尺寸縮小所需的垂直向上修正為 。故垂直移心量為向上 。
選項分析
第 42 題2 分
若一近視患者的鏡片在磨製時,應向內移心 、向上移心 。其鏡片磨製完成時,鏡片上下左右的最薄處厚度均為一致。這代表鏡片內含了:
核心觀念
本題考查鏡片移心造成的稜鏡效應,以及「基底方向」的判讀。使用普倫帝斯定則:
其中 是稜鏡度(), 是光學中心相對於視線點的偏心量,單位為公分; 是鏡片在該方向的屈光力,單位為屈光度(D)。
近視鏡片為凹透鏡,屈光力為負。凹透鏡的稜鏡基底方向與偏心方向相反:視線點偏離光學中心的方向,對應的稜鏡基底方向與該偏離方向相反。
解題方法
鏡片磨製時向內移心 、向上移心 ,代表光學中心相對於原定位點向內、向上移動。因此,定位點相對於光學中心位於向外、向下的位置。
對近視凹透鏡而言,定位點的偏離方向與稜鏡基底方向相反,故產生的稜鏡為:
- 水平方向:基底向內。
- 垂直方向:基底向上。
第 43 題2 分
某屈光不正患者配戴某基弧設計之鏡片,但由於睫毛過長容易污染鏡片後表面,因此將基弧增加 ,讓 A 尺寸為 的框架頂點距離增加約 。當框架 A 尺寸為 及基弧增加 時,頂點距離可以增加約多少?
核心觀念
本題考眼鏡框架的 A 尺寸、基弧變化與頂點距離調整量之間的比例關係。題幹提供基弧增加 、A 尺寸為 時,頂點距離增加約 ,據此按 A 尺寸與基弧變化量作比例換算。
解題方法
A 尺寸由 增加至 ,比例為:
基弧增加量由 增至 ,是原來的 倍。因此頂點距離增加量為:
故選項中最符合的是 。
選項分析
第 44 題2 分
有一配戴者運動時受到外力撞擊到鏡框,導致產生 的前傾角,則此患者因此會造成多少稜鏡量?
(配戴者鏡片基弧為 ,鏡片中心厚度 ,鏡片折射率 ,其中 。)
核心觀念
本題考眼鏡因鏡框前傾而產生的誘發稜鏡。鏡片傾斜時,可用中心厚度與傾角求出光線相對光學中心的橫向位移,再以普倫蒂斯定律計算稜鏡量:
其中 為光線偏離光學中心的距離,單位用公分; 為鏡片屈光力,單位為屈光度(D)。
解題方法
鏡片中心厚度為 ,前傾角為 。由幾何關係,光線的橫向位移為:
以題目所給基弧 代入普倫蒂斯定律:
此結果是單一表面屈光力對應的位移效應;本題依官方答案採用鏡片材料折射率修正,乘上 :
然而,若依題目官方答案 D,計算採用 而非 :
第 45 題2 分
當一副眼鏡對配戴者的右眼產生 ,左眼產生 ,這副眼鏡對於配戴者左眼相較於右眼共產生了多少稜鏡量?
核心觀念
稜鏡量是有方向的向量,不能只把左右眼的數值直接相加或相減。左右眼所標示的底方向,必須先換成相同的方向基準,再比較兩眼的稜鏡差異。
解題方法
以「向上」為正、「向下」為負:
- 右眼:
- 左眼:
左眼相較於右眼的差值為:
負號代表向下,因此左眼相較於右眼多出 。
選項分析
- (A) :錯誤。 方向判反;
第 46 題2 分
調整鏡框時,若確認鼻橋與鏡圈之水平、垂直皆已對齊,接續調整鏡腳時,下列何者建議為優先調整之部分?
核心觀念
本題考眼鏡鏡框調整的順序。題幹已確認鼻橋與鏡圈的水平、垂直對齊完成,接著進入鏡腳調整。此時應先調整鏡腳張幅,使兩側鏡腳的開展寬度符合配戴者頭部寬度,避免鏡框過緊或過鬆。
鏡腳張幅是鏡腳自鉸鏈向外張開的程度;它影響鏡框戴上後對頭部兩側的壓力與穩定度。鏡腳平行度、鏡腳尾端及摺疊角則各有不同的校正目的,應在張幅調整後,依鏡框狀況進一步處理。
解題方法
先依題意辨認調整階段:鏡框前框已經對齊,現在要調整鏡腳。接著從鏡腳與頭部接觸的整體配戴寬度著手,因此優先調整鏡腳張幅。
張幅適當後,再檢查鏡腳平行度與鏡腳尾端貼合情形,最後確認鏡腳的摺疊角是否合宜。依本題官方答案,第一個調整部位為鏡腳張幅。
選項分析
第 47 題2 分
遮住右眼,將稜鏡置於左眼前方,稜鏡的基底朝內(鼻側),則此人所見影像將往被檢者的哪一個方向位移?
核心觀念
稜鏡會使光線朝向基底偏折;人眼所見的影像則相對於物體位置,向稜鏡頂角方向偏移,兩者方向相反。
本題將稜鏡置於左眼前,基底朝內,也就是朝被檢者的鼻側。影像因此朝相反方向,也就是顳側移位。對被檢者的左眼而言,顳側是左方。
解題方法
先判斷基底方向,再取其反方向作為影像位移方向:
左眼的顳側位於被檢者左方,因此影像往左方位移,符合官方答案 A。
選項分析
第 48 題2 分
有一眼球震顫的病人,當病人的頭部轉向右側且直視前方時,發現眼球震顫的情況減輕,此現象要如何運用菲涅耳稜鏡(Fresnel prism)以減緩此症狀?
核心觀念
眼球震顫患者常會以頭部轉向某一側,讓眼睛維持在較能減輕震顫的「中間帶」(null point)。本題指出頭轉向右側、直視前方時震顫減輕,表示患者以向右轉頭來代償,稜鏡的用途是讓眼睛在頭部朝正前方時,也能取得相當於這個代償視線方向的視覺刺激。
稜鏡會使影像偏向稜鏡尖端,因此雙眼配戴基底朝右的稜鏡,可使影像向右偏移,協助患者在頭部朝前時利用較偏右的視線位置,減輕眼球震顫。
解題方法
依題幹先找出能減輕震顫的代償方向:病人頭部轉向右側時震顫減輕,故應以雙眼基底朝右的菲涅耳稜鏡,將有利的視覺方向帶到頭部正向的位置。左右眼均採同一基底方向,才能使雙眼影像整體朝右偏移,而非造成雙眼影像相對偏移。
選項分析
第 49 題2 分
當眼睛從光學中心下方 看出去時,下列哪個處方的垂直稜鏡效應最小?
核心觀念
本題考「移心鏡片的稜鏡效應」,使用普倫蒂斯公式:
其中 為稜鏡屈光度, 為視線與光學中心的距離(以公分計), 為視線方向上的鏡片屈光力。
眼睛從光學中心下方 看出去,垂直方向的稜鏡效應由處方的垂直主子午線屈光力決定。各選項柱鏡軸均為 ,因此垂直方向位於柱鏡作用子午線,垂直屈光力為「球面度數加柱鏡度數」:
解題方法
先分別計算左右眼的垂直子午線度數,再乘以 。比較稜鏡效應大小時,取絕對值;左右眼方向相反,不可把左右眼的稜鏡量互相抵銷。
| 選項 | 右眼垂直屈光力 | 左眼垂直屈光力 | 稜鏡效應量(右眼、左眼) |
|---|---|---|---|
| (A) | |||
| (B) |
第 50 題2 分
有一患者配戴的隱形眼鏡處方為 OD:;OS:,到眼鏡店要求依隱形眼鏡的度數轉配為框架眼鏡,若框架眼鏡頂點距離為 ,其鏡片處方應為何?
核心觀念
本題考驗光度數的頂點距離換算。隱形眼鏡直接位於角膜上,而框架眼鏡鏡片距角膜 ,因此須將隱形眼鏡處方換算到框架眼鏡平面。
單一子午線的頂點距離換算公式為:
其中 以公尺表示。本題 。散光處方需分別換算兩個主子午線,再以其中一個主子午線作球鏡、兩子午線之差作柱鏡。
解題方法
負柱鏡處方 的兩個主子午線度數為:
- 子午線:
- 子午線:
先分別將兩個子午線度數代入頂點距離公式,再將換算後的結果四捨五入至 。
右眼 OD
原處方為 :
- 子午線:
- 子午線:
將換算後的 子午線作球鏡,柱鏡為另一主子午線減去球鏡:。因此 OD 為 。
左眼 OS
原處方為 :