114年:視覺光學

當光線進入下列未鍍膜鏡片時,不考慮材質吸收的情況下,何者光線的穿透率最高?

A塑膠鏡片CR39
B冕牌玻璃
C聚碳酸酯鏡片
DTrivex鏡片

詳細解析

本題觀念:

未鍍膜鏡片的光線穿透率與菲涅耳反射(Fresnel reflection)關係密切。折射率越低,表面反射損失越少,穿透率越高。

選項分析

(A) 塑膠鏡片 CR39 — CR39 的折射率為 1.498,在常見鏡片材質中最低(接近 1.5)。依菲涅耳公式 R=(n1n+1)2R = \left(\frac{n-1}{n+1}\right)^2,CR39 單面反射率約 (0.4982.498)23.97%\left(\frac{0.498}{2.498}\right)^2 \approx 3.97\%,兩面合計約 1(10.0397)27.8%1 - (1-0.0397)^2 \approx 7.8\% 被反射,穿透率約 92%,為四者中最高。✓

(B) 冕牌玻璃(Crown glass) — 折射率約 1.52,單面反射率約 (0.522.52)24.26%\left(\frac{0.52}{2.52}\right)^2 \approx 4.26\%,穿透率略低於 CR39。

(C) 聚碳酸酯(Polycarbonate) — 折射率約 1.586,單面反射率約 (0.5862.586)25.13%\left(\frac{0.586}{2.586}\right)^2 \approx 5.13\%,穿透率更低。

(D) Trivex 鏡片 — 折射率約 1.532,單面反射率約 4.4%,介於冕牌玻璃與聚碳酸酯之間。

答案解析

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