114年:視覺光學

通過透鏡中心的光線可能造成的像差,下列何者錯誤?

A球面像差
B色像差
C場曲
D斜向像散

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題(問「何者錯誤」),考查通過透鏡光學中心的光線是否會產生各種像差。關鍵概念是「光學中心」的特殊性:通過光學中心(optical center)的光線遵循近軸光學理論,而某些像差只在光線偏離光軸或通過周邊區域時才會產生

各像差與透鏡中心光線的關係分析:

  1. 球面像差(spherical aberration)

    • 球面像差源自周邊光線與近軸光線的焦點偏差。通過透鏡光學中心的近軸光線幾乎沒有球面像差(球面像差在光學中心為零)。
    • → 說「通過透鏡中心可能造成球面像差」是錯誤的(本題答案)。
  2. 色像差(chromatic aberration)

    • 色像差是不同波長光折射率不同所致,即使是通過透鏡光學中心的光線,若光源是複色光,不同波長的光仍會因折射率不同而產生縱向色像差。
    • → 色像差可以在通過透鏡中心的光線中存在,此陳述正確
  3. 場曲(field curvature, Petzval field curvature)

    • 場曲描述平行光通過透鏡後,最佳成像面是曲面而非平面。即使是通過中心區域的光線,對不同物點(不同入射角)仍會造成場曲。
    • → 場曲可以因通過透鏡中心的光線產生,此陳述

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