通過透鏡中心的光線可能造成的像差，下列何者錯誤？

本題考點

通過透鏡中心的細光束會產生哪些像差——區分「需要大孔徑周邊光線」的球面像差與「斜向細光束」或「多波長」就會產生的像差。

正解理由

球面像差的成因是：球面對離光軸愈遠的光線折射得愈強 → 周邊光線與近軸光線焦點不一致。它的大小取決於光束涵蓋的入射高度；只通過透鏡中心附近的細光束，入射高度接近光軸，沒有周邊光線 → 球面像差可忽略。反之，當透鏡本身作為光闌、軸外物點的細光束以主光線斜向通過透鏡中心時，斜向入射會使兩個方向的屈光力不同而產生斜向像散，最佳像點也落在彎曲面上而形成場曲；色像差源於材料色散，只要光含多種波長，通過中心區域仍有不同波長焦點分開的問題。所以「通過中心的光線可能造成球面像差」是錯誤敘述，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   錯誤。球面像差主要由通過透鏡周邊、入射高度大的光線造成；應改為「通過透鏡周邊的光線造成球面像差」。

2. (B)

   正確。色像差來自折射率隨波長而變，與光線是否經過周邊無關；含多種波長的光經過中心區域，仍會因各波長焦點不同而產生縱向色像差。

3. (C)

   正確。場曲是軸外物點經細光束成像時，最佳像點落在彎曲面上而非平面；斜向通過中心的光束即可產生。

4. (D)

   正確。斜向像散是細光束斜向入射時，切向與弧矢兩方向屈光力不同而形成兩條焦線；正是斜向通過中心的光束所造成。

記憶點