镜片材料的光学属性二:光线反射和光线吸收

导读:眼镜镜片的基本特性有镜片材料的光学属性、镜片材料的物理属性和镜片材料的化学属性。眼镜镜片材料的性能要求是安全、舒适、美观、光学性能好,下面我们讲的是其主要判断的技术指标。本文主要阐述镜片材料的光学属性光线折射中的光线反射和光线吸收。一、光线反射光线在镜片表面产生折射的同时,也会产生反射现象,光线反射

眼镜镜片的基本特性有镜片材料的光学属性、镜片材料的物理属性和镜片材料的化学属性。眼镜镜片材料的性能要求是安全、舒适、美观、光学性能好,下面我们讲的是其主要判断的技术指标。本文主要阐述镜片材料的光学属性光线折射中的光线反射和光线吸收。

一、光线反射

光线在镜片表面产生折射的同时,也会产生反射现象,光线反射会影响镜片的清晰度,而且在镜片表面会产生干扰性反射光,用反射率衡量。

通常,镜片材料的折射率越高,镜片表面的反射率就越大,因反射而损失的光线就越多。这种现象会使镜片内部产生光圈现象从而导致镜片厚度明显显现,使戴镜者的眼睛会因镜片表面的光线反射而被隐藏,使戴镜者产生眩光而降低了对比度等。对于这些问题的解决办法是在镜片表面镀减反射膜。

二、光线吸收

镜片材料本身的吸收特性会减少镜片的光线透过率,这部分的光损失对于无色镜片是可以忽略的,但如果为染色或光致变色镜片,镜片本身对光的吸收量会很大,这也是此类功能镜片设计的目的,即减少光线入射量。镜片的光线吸收通常指材料内部的光线吸收,可通过镜片前、后表面吸收光线的百分比表示。例如,30%的光线吸收相当于30%的光通量在镜片内部的减少。材料的光线吸收遵循郎伯定律,根据镜片的不同厚度呈指数性的变化。

镜片的透过率指光线通过镜片而没有被反射和吸收的可见光透过率。透过镜片抵达眼的光通量,相当于镜片前表面的入射量,减去镜片前、后表面的反射量,减去可能被材料吸收的光通量,因此,佩戴者的视觉受三个方面的综合影响:入射光的强度和入射光谱范围,镜片吸收和对光谱的选择,眼对不同可见波长的敏感度。

镜片材料的光学属性二:光线反射和光线吸收

镜片材料的光学属性三:光线散射和衍射及紫外线切断

眼镜镜片的基本特性有镜片材料的光学属性、镜片材料的物理属性和镜片材料的化学属性。眼镜镜片材料的性能要求是安全、舒适、美观、光学性能好,下面我们讲的是其主要判断的技术指标。本文主要阐述镜片材料的光学属性光线折射中的光线散射和衍射及紫外线切断。

一、 光线散射和衍射

1、 散射:光线在各个方向上被散播的一种现象,它一般在固体的表面以及透明材料的内部产生。理论上镜片表面没有散射现象发生,因为镜片的磨片过程(抛光)消除了这一现象。然而当镜片由于外界污染而弄脏或表面由于油渍而模糊不清时会产生散射。镜片内部的散射也非常有限,只有偶尔情况下,可能会使镜片呈现黄色或乳白色。合格的眼镜片只有少量的散射光线产生,通常可以忽略不计。

2、 衍射:光波遇到小障碍而改变行径方向的一种现象。在眼镜光学里衍射现象是需引起重视的,因为衍射会使镜片表面产生异常干扰,尤其是使用不当或不小心在镜片表面造成磨损的情况下。

二、 紫外线切断

光线包含了不同的波长射线,可以显现为明显的纯色色彩,例如红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。红光的波长短。可见光谱引起视觉感应的波长范围是从380nm的紫光端点至780nm的红光端点。超过红光端点的为红外线,吸收了红外线会引起温度上升,即所谓的热射线。超过紫光端点则为紫外线,能够引起化学作用。

光辐射可区分为三大类:紫外线、可见光和红外线。红外线一般不对眼睛造成危险,需注意的是工业作业的800—1200nm的红外线可导致热辐射性白内障。较长波长的可见光会引起温度上升和化学作用,但与红外线、紫外线所引起的作用相比则较弱。

习惯上将紫外线分为三个波段:UVC(10—280nm)、UVB(280—315nm)和UVA(315—380nm)。UVC一般被大气层中的氧、氮和臭氧层所吸收,但不排除工业来源的UVC。UVB可致皮肤癌,大部分的UVA和UVB能够进入人眼,所以排除UVB和UVA,对于保护眼睛很重要。

紫外线切断点反映了材料阻断紫外线辐射透过的波长。中高折射率树脂镜片材料的紫外线切断几乎为100%的效果。光致变色镜片是通过紫外线辐射及光谱蓝紫区域产生作用的,它们能够自动提供紫外线的防护作用。

镜片材料的光学属性三:光线散射和衍射及紫外线切断

镜片材料的光学属性一:光线折射

光学性质是材料的基本性质,与镜片在日常生活中所见到的各种光学现象相符合,主要为光线在镜片表面的折射和反射,材料本身的吸收,以及散射和衍射现象。

光线折射就是通过眼镜镜片的光线会在镜片的前后表面发生这事或偏离现象。光线的偏离幅度由材料折射能力和入射光线在镜片表面的入射角度决定。

一、折射率

透明煤质的折射率是光线在真空中的速度与在煤质中的速度的比,该比值没有单位并且总是大于1。折射率越高,从空气进入该媒介的光束偏离的越多。

由于透明媒介中的光速随着波长的变化而变化,所以折射率的值总是参考某一特定波长表示。在欧洲和日本,参考波长为:546.07nm(汞,绿光谱线);在英、美等国家则是587.56nm(氦,黄光谱线)。采用同一基准线测量的不同折射率代表了不同的镜片材料,折射率越高,镜片越薄。

眼镜片的屈光度大小决定于镜片的折射率和镜片的曲率半径大小,其关系如下:F=(n-1)/R 式中:F为镜片屈光度(等于镜片焦距倒数),单位:1/m;R为镜片的曲率半径,单位:m;n为镜片的折射率。

当折射率大时,制造一定屈光度的镜片,可采用较大的曲率半径R,这样镜片可以制造的薄一些,可以减轻眼睛重量;反之,镜片厚,眼镜重。因此,高折射率的镜片材料比低折射率的材料更薄更美观。现在制造镜片的材料n一般在1.40—1.90之间。

二、 色散系数

当白光入射镜片时,由于不同光线波长不同引起折射率变化,从而产生色散现象。色散力是眼视光学的一个重要特性,当使用高屈光力镜片视物时,镜片的高色散会使视物体边缘产生彩色条纹。

为了简便清楚地反映镜片的色散能力,通常用色散系数,又称阿贝数来表达,用V值表示。对于同一种透光物质,采用不同波长的光线测定其折射率,其结果不同,用短波测的折射率小。

阿贝数和材料的色散力成反比。一般镜片材料的阿贝数值在30—60之间。阿贝数越大,色散就越小,阿贝数越小,色散就越大,对成像质量的影响就越大。所有的高折射率材料,因较低的阿贝数更容易产生色差现象。

尽管所有镜片都存在色散,但在镜片中心,这个因素可以被忽略,只有在用高色散材料制作的镜片周边部,色散现象才易被察觉,其表现为离轴物体边缘带有彩色条纹。

镜片材料的光学属性一:光线折射

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