Лікнеп по очковим лінз

Коли світловий потік входить в більш щільний, ніж повітря, прозорий матеріал, то швидкість світла в цьому матеріалі зменшується. Якщо світло входить в інше середовище паралельно нормалі, то він уповільнює свій рух в цьому середовищі і відновлює початкову швидкість на виході з неї. (Рис.1)

Якщо світло входить в матеріал під кутом, направлення його на виході з більш щільною середовища змінюється. Чим щільніше матеріал, тим більше сповільнюється рух світла і тим сильніше він відхиляється від свого первісного напрямку.

Щільність будь-якого матеріалу характеризується показником заломлення.

Показник заломлення (n) це співвідношення швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в прозорому середовищі. Це абсолютний показник заломлення.

де С- швидкість світла у вакуумі

V- швидкість світла в прозорому середовищі

Ставлення значень швидкості світла в двох середовищах називається відносним показником заломлення.

Показник заломлення може вимірюватися для різних довжин хвиль. Так наприклад в Європі він вимірюється для зеленої довжини хвилі (546.07 нм) і позначається ne, в Америці - для лінії гелію (587,56 нм) і позначається nd.

Розглянемо показники заломлення різних оптичних середовищ.

Матеріал. Показник заломлення

Скловидне тіло. 1,333

Скло (крон). 1,523

Пластик CR -39. 1,49

Барієве скло. 1,602

Скло флінт. 1,805

Лінзи можуть мати

стандартний показник заломлення 1,49 - 1,54,

середній показник заломлення 1,54 - 1,64

високий показник заломлення 1,64 - 1,74

дуже високий показник заломлення понад - 1,74

Сьогодні лінзи виготовлені з мінерального скла можуть мати показник заломлення від 1,52 до 1,9, а лінзи з органічних матеріалів від 1,49 до 1,74.

Чим більше показник заломлення, тим тонше лінза.

Для прикладу розглянемо лінзу з оптичною силою -10,0 дптр з органічного матеріалу CR -39 (ne = 1,49), де ne - показник заломлення. Вона має дуже крутий задньою поверхнею. Та ж лінза з матеріалу з показником заломлення 1,61 матиме більш пологу задню поверхню, з - за того, що її матеріал більш сильно відхиляє світловий промінь. При цьому буде забезпечена необхідна корекція зору, а за рахунок пологої задньої поверхні зменшиться товщина лінзи по краю і її обсяг.

Приклад: Порівняємо лінзи з оптичною силою - 8,0 дптр з органічного матеріалу з ne = 1,74 і з матеріалу CR -39 ne = 1,49

Обчислимо фактор зміни кривизни

Якщо помножити CVF на оптичну силу лінзи, то можна отримати цифру, відповідну по товщині лінзі із запропонованого високопреломляющіх матеріалу.

тобто лінза з матеріалу 1,74 з оптичною силою -8,0 дптр буде виглядати як лінза -5,36 дптр.

Лінзи з високим показником заломлення (n) іноді називають високоіндексних (high index).

Збільшення показника заломлення (n) призводить до зменшення товщини лінзи і її обсягу при тій же оптичній силі; що веде до зниження ваги. Для мінеральних лінз характерно те, що зі збільшенням n зростає питома вага, в результаті чого лінза вдвічі тонше звичайної, важить стільки ж, скільки лінза з стандартного очкового скла.

Іноді лінзи з високим показником заломлення називають «полегшеними». Дійсно, за рахунок більш плоских поверхонь ці лінзи тонші, але за вагою вони практично не відрізняються від звичайних мінеральних лінз з n = 1,523) .Вони мають більш високу щільність, за рахунок введення в його склад оксидів свинцю, титану (іноді за допомогою різноманітних елементів , як ніобій, цирконій, лантан).

Крім показника заломлення до основних параметрів оптичних матеріалів відноситься дисперсія світла.

Швидкість поширення світла в одній і тій же середовищі залежить від довжини хвилі випромінювання і величина показника заломлення залежить від довжини хвилі.

Залежність показника заломлення оптичного середовища від довжини хвилі світлового випромінювання називається дисперсією світла.

Середня дисперсія - характеризує різне заломлення світла для різних довжин хвиль (синьою і червоною).

Число Аббе - це величина, зворотна відносної середньої дисперсії для середнього показника заломлення nd або nе. Це важлива характеристика скла, тому що вона свідчить про наявність хроматичної аберації, що викликають зниження гостроти зору у що носять окуляри. Число Аббе позначається буквою v (ню) і розраховується за формулою:

Як правило, чим більше показник заломлення, тим менше число Аббе і більш виражена хроматична дисперсія. Число Аббе для лінз варіюється від 30 до 58. Чим більше число Аббе, тим «комфортніше» лінзи.

Дисперсія світла є причиною розкладання природного білого світла на монохроматичні складові - спектр - при проходженні його через заломлення дисперсионную призму. Спектр білого світла в порядку убування довжин хвиль складається з семи кольорів, що плавно переходять один в одного: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього і фіолетового.

Дисперсією світла пояснюється райдужна забарвлення зображень, які спостерігаються через лінзу. Краї лінзи, подібно призмі, розкладають світло на складові, фарбуючи розглядаються предмети в райдужні ореоли.

Цей недолік лінз називається хроматичної аберацією. І чим вище рефракція лінз, тим більше виражена призма присутній по краю. Особливо важливо рахуватися з цим явищем при високих рефракції лінз (понад +/- 7,0 дптр).

Одним із суттєвих недоліків лінз з високопреломляющіх матеріалів є збільшення відбиття світла від їх поверхонь.

Усунути цю проблему можна за допомогою якісних просвітлюють покриттів.