Indeks materiałów optycznych |
OCULUS Gabinet Okulistyczny i Salon Optyczny 83-000 Pruszcz Gdański ul. Mickiewicza 1 |
|---|
Współczynnik załamania światła
Promień świetlny przechodzący przez dwa różne ośrodki optyczne ulega załamaniu na ich granicy. Wielkość tego załąmania zależy od parametrów obu ośrodków i jest określana w fizyce przez tzw. współczynnik załamania światła.
Zależności matematyczne zachodzące podczas tego procesu opisuje (w ramach optyki geometrycznej) prawo załamania światła zwane także prawem Snelliusa (od nazwiska jego odkrywcy).
W optyce okularowej jednym z tych dwóch ośroków jest zawsze otaczające nas powietrze, natomiast drugim materiał z którego wykonana jest soczewka. Współczynnik załamania promienia świetlnego na granicy powietrza i soczewki przyjeło się w optyce okularowej nazywać indeksem.
Indeks
Za materiały o wysokim indeksie uważane są te wszystkie materiały optyczne, których współczynnik załamania jest większy od współczynnika załamania szkła kronowego (n ≈ 1,5).
Soczewki wykonane z mateirałów o najwyższym indeksie (n = 1,9) są dwa razy cieńcze od soczewek wykonanych z materiałów klasycznych (n =1,5).
Krzywizna
W przypadku soczewek wykonanych z materiałów o wysokim indeksie często stosowana jest konstrukcja asferyczna, sprawiająca że soczewki są bardziej płaskie, cieńsze i lżejsze. Konstrukcja asferyczna redukuje aberrację sferyczną1 oraz przekłamanie wielkości obrazu.
W przypadku soczewek o konstrukcji asferycznej szczególnie ważna jest właściwa centracja (lokalizacja osi optycznej soczewki przed źrenicą oka). Nieprecyzyjna centracja niweluje ww. optyczne i kosmetyczne zalety.
Dyspersja
Dyspersja to zjawisko rozszczepiania światła białego na poszczególne jego składniki (zjawisko tęczy).
Skrajnie duża aberracja chromatyczna, będąca konsekwencją dyspersji, może doprowadzić do tego, że obrazy optyczne będą miały kolorowe krawędzie.
Stopień dyspersji materiału określany jest przez liczę Abbego (im wyższa liczba Abbego, tym mniejsza dyspersja i lepsze właściwości optyczne). Liczba Abbego w przypadku klasycznego szkła optycznego wynosi γ = 64.
Materiały o wysokim indeksie obarczone są większą tendencją do rozszczepiania światła. Za wielkość graniczną, powyżej której można stwierdzić, że materiał optyczny ma w tym zakresie bardzo dobrą jakość, należy przyjąć liczbę Abbego równą γ = 45. Jest to liczba Abbego układu optycznego oka.
Panuje opinia, że osoby obarczone wysoką krótkowzrocznością są bardziej wrażliwe na zjawisko dyspersji niż osoby obarczone wysoką nadwzrocznością. Jeśli dobór korekcji był poprawny i okulary wykonane są bez zarzutu a pacjent mimo to ma poczucie dyskomfortu podczas korzystania z okularów, to należy rozważyć czy przyczyną nie jest zbyt wysoka dyspersja materiału, z którego wykonane są soczewki.
W poniższej tabeli zaprezentowano materiały optyczne obecne na rynku USA w 2001 roku. W międzyczasie wszyscy szanujący się producenci soczewek okularowych używają w swoich wyrobach poniższych materiałów lub ich odpowiedników.
| materiał2 | producent | indeks | ciężar właściwy [g/cm3] |
krzywizna asferyczna |
liczba Abbego3 |
|---|---|---|---|---|---|
| poliwęglan | wielu | 1,58 | 1,21 | dostępna | 32 |
| Trivex ® | PPG Younger Hoya |
1,53 | 1,11 | dostępna | 46 |
| Spectralite ® | SOLA | 1,53 | 1,21 | tak | 47 |
| Ormex ® | Varilux | 1,56 | 1,36 | tak | 37 |
| Thin & Lite 1.6 | Essilor | 1,60 | 1,34 | tak | 36 |
| EYAS ® | Hoya | 1,60 | 1,34 | tak | 41 |
| Finalite 1.6 ® | SOLA | 1,60 | 1,22 | tak | 42 |
| 1.6 EvoClearTM | Signet Armolite | 1,60 | 1,34 | tak | 34 |
| Ultra Thin 1.66 ® | Pentax | 1,66 | 1,35 | tak | 32 |
| Hyper 1.66 ® | Optima | 1,66 | 1,36 | tak | 32 |
| Super SV AR ® | Seiko | 1,67 | 1,36 | tak | 32 |
| Teslalid ® | Hoya | 1,71 | 1,41 | nie | 36 |
| Hyper 1.74 ® | Optima | 1,74 | 1,47 | tak | 33 |
| Thindex ® (szkło mineralne) | Vision-Ease | 1,80 | 3,66 | nie | 25 |
| Lantal ® (szkło mineralne) | Zeiss | 1,90 | 3,37 | nie | 30 |
moc optyczna [dpt] |
indeks | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1,49 | 1,60 | 1,70 | 1,80 | 1,90 | |
| -15,00 | 27,9 | 17,7 | 14,8 | 12,4 | 11 |
| -12,00 | 18,1 | 13,3 | 11,1 | 9,7 | 8,8 |
| -10,00 | 14,3 | 10,8 | 9,8 | 8,1 | 7,3 |
| -8,00 | 11,6 | 8,6 | 7,9 | 6,6 | 6,2 |
| -6,00 | 9,3 | 6,9 | 8,1 | 5,2 | 4,8 |
| -4,00 | 7,0 | 5,0 | 4,4 | 4,0 | 3,6 |
| -2,00 | 4,4 | 3,1 | 2,8 | 2,5 | - |
| +2,00 | 3,8 | 2,2 | 2,1 | - | - |
| +4,00 | 5,6 | 4,1 | 3,6 | - | - |
moc optyczna [dpt] |
indeks | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1,49 | 1,60 | 1,70 | 1,80 | 1,90 | |
| -15,00 | - | 21,6 | 17,3 | 14,5 | 12,8 |
| -12,00 | 22,4 | 15,6 | 12,9 | 11,2 | 10,1 |
| -10,00 | 17,2 | 12,5 | 11,4 | 9,3 | 8,4 |
| -8,00 | 13,7 | 9,9 | 9,1 | 7,5 | 7,0 |
| -6,00 | 11,1 | 7,9 | 7,0 | 5,9 | 5,4 |
| -4,00 | 8,3 | 5,7 | 5< | 4,5 | 4,0 |
| -2,00 | 5,3 | 3,4 | 3,1 | 2,7 | - |
| +2,00 | 4,5 | 2,5 | 2,4 | - | - |
| +4,00 | 6,4 | 4,8 | 4,1 | - | - |
Ciężar
Ciężkie okulary mogą dawać uczucie dyskomfortu. O ciężarze okularów w większości przypadków decyduje ciężar soczewek. Ciężar właściwy materiału jest parametrem, który pozwala ocenić ciężar materiału. Ciężar właściwy materiałów optycznych o wysokim indeksie jest bardzo zróżnicowany. Najcięższe są materiały bazujące na szkle mineralnym, jednak charakteryzuje je także najwyższy indeks, co znaczy, że soczewki wykonane z tych materiałów będą najcieńsze. Można oczekiwać, że najlżejsze okulary będą wykonane przy użyciu soczewek z takich materiałów jak poliwęglan i Trivex ®.
Grubość soczewek
Użycie materiałów o wysokim indeksie najczęściej jest rozważane wtedy, gdy chcemy aby zastosowane w okularach soczewki miały możliwie małą grubość. Dla optyków jest rzeczą oczywistą, jednak użytkownicy okularów często nie zdają sobie sprawy z tego że grubość soczewek jest wprost proporcjonalnie uzależniona od ich średnicy - im większa średnica tym większa grubość.
1 błędy odwzorowania obrazu noszą w optyce nazwę aberracji
2 materiały dostępne na rynku USA w 2001r.
3 Liczba Abbego - patrz Wikipedia.