В частности, в современных линзах используются достижения физики – эффект интерференции в тонких пленках (просветляющее покрытие), эффект линейной поляризации света (поляризационные линзы). Достижения химии используются в TOP покрытиях – придание эффекта гидрофобности (незапотевание) и липофобности (не запятнываются пальцами). Кроме того, современный математический аппарат позволяет рассчитывать принципиально новые дизайны поверхностей линз (асферический дизайн высших порядков).
Эффект интерференции
Свет представляет собой поперечную электромагнитную волну. Поперечная значит, что она колеблется вверх-вниз (а не вдоль, как звуковая волна) в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
Электромагнитная волна представляет собой 2 вектора – вектор напряженности электрического поля (Е) и магнитного (Н). Человек чувствителен к электрическому вектору, так что мы будем рассматривать только его.
 |
Видимый свет это электромагнитные волны с длинной волн от 760 нм до 380 нм. Свет проявляет свойства и волны и частицы (корпускулярно-волновой дуализм). Свойства света как частицы выражаются в фотоэффекте (солнечные батареи), и как волны – в интерференции (радужные разводы в бензиновой пленке). |
 |
Погашение отраженного светового потока с помощью просветляющего покрытия: n1, n2, n3 - коэффициенты преломления: т1 - воздуха, n2 - просветляющего покрытия, n3 - очковой линзы. |
Эффект поляризации
Как мы уже договорились, световой пучок это суперпозиция (сумма) электромагнитных волн разной длинной волны и направления вектора напряженности электрического поля. Представим себе, что перед нами забор из арматуры, а в руке у нас палка. Естественно, через забор ее можно просунуть только в одном положении – вертикально. То есть горизонтально она не пройдет. Аналогично и в световых волнах. Есть материалы, которые пропускают только определенно ориентированные волны, а все другие будут поглощены.
Свет, вышедший из такого материала будут поляризованным – там все векторы Е направлены в одну сторону. Где же в природе встречается поляризованный свет? Очень часто – это свет, отраженный под определенным углом. Например, блики на поверхности воды, слепящие блики на снегу, блики на автомобилях, слепящие блики на мокрой дороге и т. д. Все это горизонтально поляризованный свет, который мешает водить машину, не позволяет увидеть, что же там в воде, утомляет глаза при катании на лыжах. С этим можно бороться, поместив перед глазом поляризационную линзу, пропускающую только вертикально ориентированные световые волны. То есть горизонтальные волны просто не будут видны.
Эффект гидро- и липофобности
Все органические молекулы можно условно разделить на гидрофильные и гидрофобные.
Гидрофильные молекулы содержат области повышенной плотности зарядов. Молекула воды тоже полярна (кислород частично заряжен отрицательно, водород – частично положительно, то есть вода – диполь). Там, где на молекуле есть отрицательная плотность заряда, вода «поворачивается» водородом, а там, где положительная – кислородом. Гидрофильная («любящая» воду) молекула в растворе окружена «шубой» из молекул воды. Примеры гидрофильных молекул: глюкоза, сахароза.
Напротив, гидрофобная молекула не имеет выраженных областей избыточных зарядов, поэтому вода от них отталкивается. Примеры таких молекул: все предельные углеводороды (то из чего бензин и моторные масла делают и др.). Вода не смачивает подомные молекулы, скатывается с них. Это можно легко наблюдать, если смазать поверхность маслом, а потом побрызгать водой – капельки воды будут скатываться, а не прилипать к поверхности. На этом эффекте работают гидрофобные (незапотевающие, противотуманные) покрытия.
Аналогично можно добиться липофобного эффекта – гидрофильные группировки, размещенные на покрытии, будут отталкивать жиры. Высокие технологии компаний, выпускающих очковые линзы (HOYA, BBGR, Seiko и т. д.) позволили произвести сложную комбинацию этих взаимоисключающих явлений. В лабораториях компаний создано комбинированное покрытие, включающее в себя и гидрофобные и липофобные группировки, что позволяет отталкивать и воду и жир! Линза, оснащенная этим высокотехнологичным покрытием, не запотевает и не запятнывается пальцами, что очень актуально с учетом современных требований, предъявляемых клиентами к линзам.
Дизайны поверхности очковых линз
Существует 2 типа поверхностей – сферичные и асферичные.
В сферичных линзах оптическая сила линзы, будет определяться радиусом сферы и коэффициентом преломления материала. Поэтому для линз с положительной рефракцией большое значение имеет диаметр (то есть при равной рефракции линза с большим диаметром будет толще по центру). Но фокусировать отраженные лучи в одной точке-фокусе могут не только сферические поверхности. Аналогичными свойствами обладают параболоиды и гиперболоиды (поверхности более высокого порядка), т. е. не сферы, «асферы».
  |
По сравнению со сферами, асферические линзы обладают меньшей толщиной при тех же рефракциях, имеют меньшую величину дисторсии - изменение увеличения, даваемого линзой при увеличении угла, под которым линза видит предмет – чем толще линза, тем более кривое изображение. Это очень актуально для миопов (близоруких), они часто пользуются периферическим зрением, где, собственно, дисторсия и заметна. Для гиперметропов (дальнозорких) асферичес-кие линзы привлекательны, потому что позволяют существенно уменьшить толщину центра линзы. |
Существуют, однако, линзы с асферическим дизайном поверхности еще более высокого порядка (4-го порядка). Например, линзы HOYA 1.67. В профиль такие линзы выглядят как летающая тарелка. В этих линзах выигрыш по толщине значительно больше, чем у стандартных асферичных линз.
Немного о привыкании к линзам с асферичным дизайном. Действительно, существуют пациенты, с трудом привыкающие к таким линзам. Но их число невелико, и при правильной разметке линзы привыкание происходит у большинства.
