眼鏡片是眼鏡的重要組(zǔ)成部分之一,眼鏡要實現它所具有的(de)各個功能,均是(shì)通過(guò)眼鏡片來完(wán)成。例如,普通眼鏡要依靠鏡片來矯正各種屈光不正和老(lǎo)視;保護眼鏡要通過鏡片來遮(zhē)風、擋光和安全防護等(děng),可以說沒有無(wú)鏡片的眼鏡,而有無鏡(jìng)架的眼鏡。
現代的眼鏡片是一組非常複雜(zá)的光學係統,它是多種材料和膜層的組合體,具有(yǒu)一定的特性。眼鏡片材料(liào)作為鏡(jìng)片的重要組成(chéng)部(bù)分(fèn)之(zhī)一,其作用不僅僅是參與了鏡片的矯正功能,而(ér)且它還是鏡片係統鍍(dù)膜處理的基礎,鏡片的材料與所鍍的膜層是密切相關的。眼(yǎn)鏡學的研究目的就是要(yào)通(tōng)過配戴矯正鏡片使屈光不正的眼睛視物清晰,所以在(zài)選用鏡片材料時,需要考慮影響鏡片屈光作用的因(yīn)素。
一、影響眼鏡片(piàn)屈光作(zuò)用的主要因素
1、幾何特(tè)性
鏡(jìng)片的幾何特性主要包括鏡片的曲率半徑和表麵形(xíng)狀。
2、物理化(huà)學特性
鏡片的物理化學特性主要包括鏡片(piàn)的折射(shè)率、阿貝係數等。眼鏡(jìng)學的研究與發展就是要對以上影響(xiǎng)因素合理地設計、很好地(dì)控製,以便不斷地完(wán)善眼鏡片的光學矯(jiǎo)正效果。
二(èr)、眼鏡片的主要特性
眼鏡片的主要特(tè)性有光學性質、機械和熱(rè)性質、電性質和化學(xué)性質(zhì)。
(一)光學性質
光學性質是指計算屈光作用和控製光學性能的特性。
(二)機械和熱性質
機械和熱(rè)性質(zhì)是指鏡片形狀及抗變形能力的特性。
(三)電性(xìng)質
電性質是指材料的電磁波和電(diàn)效應的特性。
(四)化學性質
化學性質是指通過外界(jiè)所接觸的化學物質了解材料的相應變化的特(tè)性。
三、眼鏡片的光學性質
光學性質是材料的基本性質。材料的光學性質與(yǔ)眼(yǎn)鏡片(piàn)在(zài)日常生活中所碰到的各種光學現象相符合,主(zhǔ)要有光(guāng)線在眼鏡(jìng)片兩個表麵的(de)折射、反射(shè)、鏡片(piàn)本身的吸收以及散射現象和衍射現象(xiàng)。光(guāng)線經過(guò)鏡片的表麵發生折射時將遵循折射定律。
(一)折射率
折射率是反映鏡片材料(liào)折射能(néng)力的一個參數。折射(shè)率值越大,光線(xiàn)進入鏡片偏離得就(jiù)越遠。一般情況下(xià),折射率值越大,鏡(jìng)片厚度越(yuè)小,鏡片的重量越輕。
(二)色散係數
色散現象是(shì)指由於不同顏色的光線,波長不同,折射(shè)率也不同,當白色光線被折(shé)射後,所產生的顏色像差即為色散現象。材料的色散能(néng)力可以由阿貝數(shù)來描述。阿貝數(shù)的大小與材料的色散成(chéng)反(fǎn)比,即阿貝數越大,表示該材(cái)料的色散越(yuè)小。通常情況下,眼鏡(jìng)片材料的阿貝數為30-60。一般眼鏡片的折射率越高,色散(sàn)越大,阿貝數就越(yuè)低。

盡管所有眼鏡片都(dōu)存在色散(sàn),但是在鏡片的中心這個因素可以被忽略。隻有高色散材料製造的鏡片周邊部容易出現色(sè)散現象,例如離光軸(zhóu)比較遠的鏡片邊緣有彩色條(tiáo)紋。光在鏡(jìng)片表麵產生折射的同時,也會產生反射。光線經過鏡片(piàn)的表麵發生反射時也將遵循反射定(dìng)律。光的反射對眼鏡片的成像有一定(dìng)的影響,例如影響鏡片的清晰度,使其透光性能下降(jiàng);鏡片的表麵會產生幹擾性反射光,即形成虛像;眩光等。通常情(qíng)況下,鏡片材料(liào)的折射(shè)率越高,因反射所損失的光就越多。當(dāng)然,在鏡片表麵鍍增透膜、鍍多層減反射膜將會得到(dào)改善。

(三)光的吸收

眼鏡(jìng)片光的吸收通常是指鏡片材料內部對(duì)光線的吸收,其表示方式為鏡片前後表麵對光線吸收的百分比。例如,30%的光線吸(xī)收表示(shì)有30%的光通量在鏡片內部的減少。材料的光吸收遵循郎伯(bó)定律(Lambert'sLaw),該定律表明光吸收是(shì)隨著鏡片厚度的變化呈指數(shù)性(xìng)的變(biàn)化。鏡片(piàn)材料對光的吸收會減少(shǎo)光透過率,對於普通鏡片來說,這部(bù)分光的損失可以(yǐ)忽(hū)略,但如果鏡片為有(yǒu)色鏡片,如染色(sè)鏡片、變色鏡片等,光的吸收量會很大(dà),這(zhè)就要求光的吸收(shōu)量要符合我們的設計要求。

(四)光的(de)散射

散射是指光在各個方向上(shàng)被散播的一種現象。其一般在固體的表(biǎo)麵或透明材料的內部產生。理論上來(lái)講,眼鏡片表麵沒有散射發生,因為鏡片經過拋光等工藝過程表麵相當光滑,消除(chú)了(le)這種現象。對於合格的眼鏡片來(lái)說,鏡片內(nèi)部的散射也是非常有限的,通常可以忽略不計。

但是對於以下(xià)情況,光的散射現象就會影響到鏡片的光學成像。例如,當鏡片(piàn)因外界汙染而被弄髒(zāng)或者是因(yīn)油汙等而模糊不(bú)清時,鏡片表麵呈現不(bú)光滑,會產生光的(de)散射而影響光學成(chéng)像,必須(xū)加以考慮。此外,如果鏡片內部質量欠佳,則會在鏡(jìng)片內(nèi)產生散射光線,鏡(jìng)片呈現黃色或者是乳(rǔ)白色,此時也應加以考慮。

(五(wǔ))光的衍射

衍射是指當光波在行進中(zhōng)遇到小的障礙而改變行進方向的一種現象。在(zài)眼(yǎn)鏡(jìng)的使用中(zhōng),衍射現象是必須要引起高度重視的。因為如果眼(yǎn)鏡使用不當或者是在鏡片的(de)表麵有磨損時,便會產生衍射現(xiàn)象,這樣就會對鏡片的成像產生異常幹擾。

 四、機械性質

機械性質通常是反映固體材料的特性,它規定了材料的質量、體積和尺寸以及材料對變形(xíng)和衝擊的抵抗力。我們常見的反映鏡片(piàn)的機械性質有密度、硬度、彈性(xìng)模量(liàng)、抗衝擊(jī)性和抗斷開點等。

(一)密度

密度是指物質的(de)質量與體積的(de)比值。該量沒有單位,它是(shì)在標準條件下對固體的一個參考標(biāo)準。

(二)硬(yìng)度

硬度是指達(dá)到一(yī)定變性時所必須的力。硬度是衡量眼鏡片質量檔次的重要因素之一,不同硬度(dù)的鏡片材料有不同的加工方法(fǎ)和技術要求。

(三)彈性模量

彈性模量是(shì)指出現壓力和排除壓力後恢複最初形狀時產生的(de)相應變形(xíng)之間的比率(lǜ),通常是指高度或體積(jī)的比率

(四)抗衝擊(jī)性(xìng)

抗衝擊性是眼鏡片材料所必須要求的機械性質之一。抗衝擊性的測試方(fāng)法常采用由美國食品(pǐn)和藥物管理(lǐ)機構(FDA)規定的一項(xiàng)落球測試來表示。落(luò)球測試的具體方法為:使用一個16克的(de)鋼球,從1.27米的高度對準鏡片中心落下,若鏡片不(bú)發生損壞,則其抗衝擊性性能(néng)好,否則抗衝擊性(xìng)性能差。

(五)抗(kàng)斷開點

抗斷開點也是眼鏡片(piàn)材料所必須要求的機械性質之一。

抗斷開點的測試方法采用由(yóu)歐洲標準化委員會製定的“CEN靜(jìng)態變形測試”的方法。該測試的具(jù)體方法為:在一個恒定的速度下,對被測鏡片逐漸增加壓力,直至達到100牛頓,若鏡片不發生損壞,則其抗斷開點性能好;若材料變形超過4.5mm,則其抗斷(duàn)開點性能偏差;若鏡片發生損壞,則其抗斷開點性能差。

五、熱性質

熱性質是指在溫度的影響下鏡片材料的變化狀態。熱(rè)性質主要包(bāo)括(kuò)熱導率、比熱容、線性膨脹係數、熔點、沸點、鏡片的(de)應力溫度等。

六、電性(xìng)質

電性質表示材料的電磁波和電效應(yīng)的特性(xìng),有時需要將鏡片的光學性質和電性質聯係起來考慮。通常鏡片材料在製造時(shí)需要考(kǎo)慮以下兩(liǎng)個參數,介電強度和預定頻率下的介電(diàn)損耗係數。

 七、化學(xué)性質

化學性質是指在眼鏡片的製造和日常使用中,鏡片材料對於(yú)化學物質的反映特性,或者是在某(mǒu)些極端條件下鏡(jìng)片材料的反映特性。例如,加速老化實驗是為了測試材料的可靠度,測試時通常使用冷水、熱(rè)水、酸類以及各種有機溶劑。