22 道眼视光学原理练习题及答案

1. 1. 一副眼镜片采用折射率为1.60的材料制成。这个数值说明光在该材料内部的什么情况？

   • A.光在材料内减慢到真空速度的1/1.60，因此每个面折射更强。✓ 答案
   • B.光在镜片内仍以真空中的速度前进，只有曲面才使光线弯曲。
   • C.光在材料内加快到真空速度的约1.60倍，因此折射更弱。
   • D.光在镜片内减慢，但每个面的弯曲程度并不会因此改变。

   折射率 n = c/v，即真空中光速与材料中光速之比，n = 1.60 表示光在镜片内的速度约为真空速度的1/1.60。减速越多，光线在每个界面上改变方向的幅度越大，因此高折射率镜片可以用更平的曲面达到相同度数。

   编号 QB-BB3A6P依据： Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, chapter on ophthalmic lens materials (refractive index defined as n = c/v)报告此题的问题

2. 2. 一片薄透镜把来自远处物体的光会聚于镜片后25厘米处。该镜片的屈光度是多少？

   • A.+4.00 D 的正度数✓ 答案
   • B.+2.50 D 的正度数
   • C.-4.00 D 的负度数
   • D.+25.00 D 的正度数

   屈光度是以米为单位的焦距的倒数，因此 F = 1/f = 1/0.25 米 = +4.00 D。焦点位于镜片之后，焦距为正，所以这是一片会聚的正镜片。

   编号 QB-STHSDM依据： Definition of the dioptre: F = 1/f with f in metres (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic optics)报告此题的问题

3. 3. 分别拿一片+5.00 D镜片和一片-5.00 D镜片对着远处景物。下列哪一项正确描述两片镜片对光线的作用及所成的像？

   • A.两片镜片都会聚光线，只是负镜片所成的实像距离远得多。
   • B.正镜片使光线发散并成虚像；负镜片使光线会聚并成实像。
   • C.正镜片使光线会聚并成实像；负镜片使光线发散并成虚像。✓ 答案
   • D.两片镜片都发散光线，只是正镜片所成的虚像距离近得多。

   正镜片增加会聚，来自远处物体的光在镜片后方相交，形成可以投在屏幕上的倒立实像。负镜片增加发散，光线不会相交，眼睛把它们向后延长，在镜片的物方形成正立的虚像。

   编号 QB-ABQXYM依据： Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, image formation by converging and diverging lenses报告此题的问题

4. 4. 在镜片材料内部传播的光到达后表面时，入射角大于该材料与空气之间的临界角。这束光会怎样？

   • A.光沿着表面射出，恰好偏折到九十度方向。
   • B.光偏离法线射出，只留下很微弱的一部分反射。
   • C.光一半射出、一半反射回材料内部，二者平均分配。
   • D.光全部反射回材料内部，没有任何光线射出。✓ 答案

   超过临界角后不可能存在折射光线，因为折射定律所要求的折射角会大于90度，于是全部光线被全内反射送回较密的介质。恰好等于临界角时，折射光线才沿着表面以90度掠出。

   编号 QB-RT6F8K依据： Total internal reflection and the critical angle, standard geometrical optics (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing)报告此题的问题

5. 5. 一位配戴高度数镜片的顾客，镜片材料的阿贝数约为30。他反映通过镜片边缘看物体时出现彩色边缘，而正视前方时没有。原因是什么？

   • A.高折射率使轴外焦距变短，各色光因此聚焦在不同的深度。
   • B.色散只发生在镜片边缘，因为那里的表面被磨成了不同的曲率。
   • C.减反射膜把白光分解成各种颜色，在靠近边缘处最为明显。
   • D.低阿贝数材料色散大，偏离光学中心处的棱镜效应把各色光分开。✓ 答案

   阿贝数衡量材料对白光色散的小与否，数值接近30说明色散很强。只有在镜片起棱镜作用的部位才看得到色差，而那正是偏离光学中心的区域，因此彩边出现在周边，并随度数和偏心量增大。

   编号 QB-9BCMTK依据： Abbe value and transverse chromatic aberration in ophthalmic lens materials (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing)报告此题的问题

6. 6. 一副成品眼镜的右眼镜片是+3.00 D球镜。配戴者的视线通过光学中心上方4毫米处。所产生的棱镜效应是多少？

   • A.1.20Δ 底向上
   • B.1.20Δ 底向下✓ 答案
   • C.0.12Δ 底向下
   • D.12.00Δ 底向下

   用普伦蒂斯法则求大小：棱镜度等于度数乘以以厘米表示的偏心量，即 3.00 × 0.4 厘米 = 1.20 棱镜度。正镜片相当于两个底对底的棱镜，光学中心上方的一点位于上方那个棱镜内，其底朝下、指向中心。

   编号 QB-QTT43J依据： Prentice's rule, prism = F x d(cm), with base direction for plus lenses toward the optical center (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic prism)报告此题的问题

7. 7. 左眼镜片为-6.00 D球镜，配戴者的视线通过光学中心颞侧2.5毫米处。配戴者感受到的棱镜效应是多少？

   • A.1.50Δ 底向内
   • B.0.15Δ 底向外
   • C.1.50Δ 底向外✓ 答案
   • D.15.00Δ 底向外

   按普伦蒂斯法则，大小为 6.00 × 0.25 厘米 = 1.50 棱镜度。负镜片相当于两个尖对尖的棱镜，任一观察点处的底都背离光学中心；视线位于颞侧，所以底朝颞侧，即底向外。

   编号 QB-8BZ9NJ依据： Prentice's rule with base direction for minus lenses away from the optical center (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic prism)报告此题的问题

8. 8. 下列哪一项是眼镜片光学中心的定义？

   • A.光线通过时不发生偏折的一点，因此该处没有棱镜效应。✓ 答案
   • B.成品镜片形状的几何中心，位于方框边缘的正中间。
   • C.前后表面曲率相等的一点，因此该处的度数为零。
   • D.镜片最厚的一点，两个表面的度数在此互相抵消。

   光学中心是按光学性质而非按形状或厚度定义的：它是前后表面实际上互相平行的唯一一点，光线通过时出射方向与入射方向相同。镜片的其他部位都起棱镜作用，所以普伦蒂斯法则要从这一点量起偏心量。

   编号 QB-PTFSVG依据： Definition of the optical center as the point of no prismatic deviation (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic prism)报告此题的问题

9. 9. 某镜片前表面度数为+8.00 D，后表面度数为-5.50 D。按薄透镜近似关系计算，该镜片的度数是多少？

   • A.总度数 -2.50 D
   • B.总度数 +2.50 D✓ 答案
   • C.总度数 +1.45 D
   • D.总度数 +13.50 D

   在薄透镜近似中，镜片度数等于两个表面度数之和，即 (+8.00) + (-5.50) = +2.50 D。实际值会略高一点，因为中心厚度会带来少量正度数，这也是加工高度正镜片时要作厚度补偿的原因。

   编号 QB-7BNXFH依据： Nominal (thin-lens) lens power F = F1 + F2 (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, lens design)报告此题的问题

10. 10. 某镜片材料折射率为1.50，其前表面的曲率半径为100毫米。该表面的度数是多少？

    • A.表面度数 +0.50 D
    • B.表面度数 +10.00 D
    • C.表面度数 +5.00 D✓ 答案
    • D.表面度数 +15.00 D

    表面度数 F = (n − 1)/r，半径以米为单位，即 (1.50 − 1)/0.10 米 = 0.50/0.10 = +5.00 D。同样的半径若换成折射率更高的材料，度数会更大，这正是高折射率镜片可以做得更平的原因。

    编号 QB-MUA8MB依据： Surface power formula F = (n - 1)/r (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, lens surfaces)报告此题的问题

11. 11. 一只按折射率1.53刻度的曲率表，在折射率为1.586的聚碳酸酯镜片前表面上读数为+6.00 D。该表面的真实度数是多少？

    • A.+6.00 D，表盘读数即为真实值
    • B.+6.63 D，高于表盘读数的真实值✓ 答案
    • C.+5.43 D，低于表盘读数
    • D.+9.00 D，远高于表盘读数

    曲率表测量的是矢高，并按折射率1.53换算成度数，因此在其他材料上必须换算：真实度数 = 表盘读数 × (实际n − 1)/(1.53 − 1) = 6.00 × 0.586/0.53 = +6.63 D。聚碳酸酯的折射率高于1.53，所以真实表面度数大于表盘读数。

    编号 QB-4C532B依据： Lens measure calibration at n = 1.53 and the correction F_true = F_dial x (n - 1)/0.53 (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, instrumentation)报告此题的问题

12. 12. 球面与环曲面有什么区别，各自矫正什么？

    • A.环曲面在各子午线上曲率相同；球面有两个主曲率，产生柱镜。
    • B.两种表面都只有一个曲率，柱镜来自两面之间的相互偏心。
    • C.两种表面都有两个主曲率，只是环曲面把它们放在斜轴上。
    • D.球面在各子午线上曲率相同；环曲面有两个主曲率，产生柱镜。✓ 答案

    球面在每条子午线上的半径都相同，能把光会聚成一个焦点，只矫正球镜。环曲面有相差90度的两个主曲率，形成两条焦线，这正是中和散光所需要的。

    编号 QB-NUNJSC依据： Spherical versus toric surfaces and the conoid of Sturm (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, lens surfaces and astigmatism)报告此题的问题

13. 13. 某镜片处方为 -2.00 -1.00 x 180。按 F = 球镜 + 柱镜 × 与轴夹角的正弦平方计算，060子午线上的度数是多少？

    • A.-2.25 D，柱镜的四分之一
    • B.-2.50 D，柱镜的二分之一
    • C.-2.75 D，柱镜的四分之三✓ 答案
    • D.-3.00 D，柱镜全部计入

    060子午线与180轴相差60度，60度正弦的平方为0.75，即柱镜有四分之三起作用：-2.00 + (-1.00 × 0.75) = -2.75 D。这就是常说的离轴30度、45度、60度分别产生25%、50%、75%柱镜这一规律的由来。

    编号 QB-5CGD7C依据： Power in an oblique meridian, F = Fsph + Fcyl sin^2(theta) (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, astigmatic lenses)报告此题的问题

14. 14. 当视标距离为2米时，某棱镜使视标的像移位3厘米。该棱镜的棱镜度是多少？

    • A.3.00 棱镜度
    • B.0.75 棱镜度
    • C.6.00 棱镜度
    • D.1.50 棱镜度✓ 答案

    1棱镜度的定义是在1米处产生1厘米的偏移，因此必须把偏移量换算到1米距离：2米处偏移3厘米相当于1米处偏移1.5厘米，即1.50棱镜度。写成公式就是棱镜度等于以厘米表示的偏移量除以以米表示的距离。

    编号 QB-JUKJ99依据： Definition of the prism dioptre as 1 cm of displacement at 1 m (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic prism)报告此题的问题

15. 15. 一片镜片需要同时磨制6.00棱镜度底向内和8.00棱镜度底向上的棱镜。二者合成的单一棱镜是多少？

    • A.10.00Δ，底向上并向内✓ 答案
    • B.7.00Δ，底向上并向内
    • C.14.00Δ，底向上并向内
    • D.10.00Δ，底向下并向外

    水平棱镜与垂直棱镜是互相垂直的矢量，合成时用勾股定理而不是简单加减：6的平方加8的平方再开方等于10.00棱镜度。合成棱镜的底位于两个分量所决定的象限内，此处为向上并向内。

    编号 QB-2CEDP8依据： Resultant of perpendicular prism components by vector addition (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, ophthalmic prism)报告此题的问题

16. 16. 所谓矫正曲率（最佳形式）镜片系列，为各度数段选择基弧主要是为了控制哪一种像差？

    • A.色差，即通过周边观看时出现的彩色边缘。
    • B.畸变，即通过周边观看时物像形状的改变。
    • C.球差，即光线在不同位置交点所造成的模糊。
    • D.斜向散光，即视线通过周边时出现的轴外模糊。✓ 答案

    眼球在镜片后转动时，视轴斜射到镜片表面，这种斜入射把焦点分成两条焦线，使轴外视物模糊。最佳形式系列为每个度数选择能抵消这种斜向散光的基弧，所以高度负镜片配的基弧比高度正镜片更平。

    编号 QB-KUXVEA依据： Tscherning ellipse and corrected-curve (best-form) lens design for oblique astigmatism (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, lens design)报告此题的问题

17. 17. 一位配戴高度近视镜片的顾客说，笔直的门框在视野边缘看起来向外弯曲。这是哪种像差，成因是什么？

    • A.畸变，因为棱镜效应向周边逐渐增大，改变了物像的形状。✓ 答案
    • B.色差，因为材料的色散从中心向镜片周边逐渐增大。
    • C.球差，因为镜片周边区域把光线聚焦在更近的位置。
    • D.斜向散光，因为周边光线斜射到表面，使焦点分裂成两条焦线。

    棱镜效应随着离光学中心的距离稳步增大，镜片各处的放大率并不一致，于是直线被成像为曲线。负镜片越靠边缘缩小得越多，产生桶形畸变；正镜片越靠边缘放大得越多，产生枕形畸变。

    编号 QB-3CSQU9依据： Distortion from non-uniform magnification with increasing prismatic effect (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, lens aberrations)报告此题的问题

18. 18. 某只眼的眼轴相对于其角膜和晶状体的屈光力而言过长。在调节放松时，来自远处物体的光线聚焦在何处，用什么矫正？

    • A.聚焦在视网膜之后；用正镜片会聚光线落到视网膜上。
    • B.聚焦在视网膜之前；用负镜片发散光线落到视网膜上。✓ 答案
    • C.聚焦在视网膜之后；用负镜片发散光线落到视网膜上。
    • D.聚焦在视网膜之前；用正镜片会聚光线到视网膜上。

    近视眼相对于眼轴长度而言会聚力过强，平行光在视网膜之前的玻璃体内就已成焦。负镜片在光线进入眼球之前先使其发散，把焦点后移到视网膜上。

    编号 QB-GUVVW6依据： Axial myopia and its correction with a diverging lens (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, refractive errors)报告此题的问题

19. 19. 一位几乎没有调节力的老视者希望在40厘米处阅读。多少近附加度数能把近点置于该距离？

    • A.+4.00 D，按1/0.25米提供聚焦能力以便阅读舒适。
    • B.+2.50 D，补足1/0.40米这一现已缺失的聚焦能力。✓ 答案
    • C.+1.50 D，因为0.40米处一半的需求由远用镜片承担。
    • D.+2.00 D，比实际需求低一档，以保留清晰范围。

    某一工作距离所需的屈光度等于该距离以米表示的倒数，40厘米即需要 1/0.40 = 2.50 D。当调节力已完全丧失时，近附加必须承担全部需求，清晰范围也就以该附加所聚焦的平面为中心。

    编号 QB-YBQQB6依据： Accommodative demand equals the reciprocal of the working distance in metres (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, presbyopia and the near addition)报告此题的问题

20. 20. +8.00 D球镜是在顶点距离14毫米处验光得出的，但所选镜架使镜片位于10毫米处。要保持眼平面处的有效度数不变，应采用多少度数？

    • A.+7.75 D，度数更低
    • B.+8.25 D，度数更高✓ 答案
    • C.+8.00 D，度数不变
    • D.+9.00 D，度数高出许多

    用 F新 = F旧 / (1 − d × F旧)，镜片向眼移近4毫米即 d = 0.004 米，8.00 / (1 − 0.032) = 8.26，按+8.25 D订制。正镜片越靠近眼睛有效度数越低，因此必须增加正度数才能维持矫正效果。

    编号 QB-9KKC2K依据： Vertex distance compensation, F_new = F_old / (1 - d F_old) with d in metres (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, effective power)报告此题的问题

21. 21. 两片成品镜片度数同为-6.00 D、直径相同，一片材料折射率为1.50，另一片为1.74。两者相比如何？

    • A.1.74的镜片边缘更厚，因为折射率越高所需曲面越陡。
    • B.两片镜片边缘厚度相同，因为厚度只由度数和直径决定。
    • C.1.74的镜片边缘更薄，因为高折射率用更平的曲面即可达到度数。✓ 答案
    • D.1.74的镜片边缘更薄，而且阿贝数更高，因此彩边更少。

    表面度数取决于 (n − 1)/r，折射率越高，同样的屈光度只需更长的半径，即更平的表面，而负镜片的表面越平，边缘所需材料越少。代价是折射率提高通常伴随阿贝数下降，色边不是减少而是增多。

    编号 QB-S3SHMK依据： Relationship of refractive index to surface radius and lens thickness (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, high-index lens materials)报告此题的问题

22. 22. +10.00 D球镜是在12毫米顶点距离处验光的，但所配镜架使镜片比该距离远4毫米。如果不重新补偿度数，配戴者会有什么感受，需要怎样调整？

    • A.有效度数偏高，因此需要减少正度数才能维持矫正。✓ 答案
    • B.有效度数不变，因为顶点距离只对负镜片有影响。
    • C.有效度数偏高，因此还要再增加正度数才能看清。
    • D.有效度数偏低，需要增加正度数才能恢复远用矫正效果。

    正镜片离眼睛越远，其在角膜平面上的有效度数越高，配戴者因此被过矫，看远时会感到疲劳和牵拉。处理办法是减少正度数；当高度正镜片或无晶状体眼镜片配得更靠近眼睛时，则按相反方向处理。

    编号 QB-AKXP7M依据： Effective power and vertex distance for plus lenses (Brooks & Borish, System for Ophthalmic Dispensing, effective power)报告此题的问题

练习题依据美国配镜师委员会（ABO）基础认证考试内容大纲、标准配镜专业参考资料，以及规范眼镜行业的联邦法规（FDA 抗冲击要求、FTC 眼镜规则与隐形眼镜规则）编写。ABO 和 NCLE 是美国配镜师委员会与全国隐形眼镜考官委员会的商标；本网站与其无关联，也未获其认可。配镜师执照仅在部分州实行且各州要求不同——考试前请确认所在州委员会的执业法规和当前考试形式。 关于 ABO 考试 →