Tematy kodyfikatora USE: soczewki

Załamanie światła jest szeroko stosowane w różnych przyrządach optycznych: kamerach, lornetkach, teleskopach, mikroskopach. . . Nieodzowną i najistotniejszą częścią takich urządzeń jest obiektyw.

Obiektyw - jest to optycznie przezroczysta, jednorodna bryła, ograniczona z obu stron dwiema kulistymi (lub jedną kulistą i jedną płaską) powierzchnią.

Soczewki są zwykle wykonane ze szkła lub specjalnych przezroczystych tworzyw sztucznych. Mówiąc o materiale obiektywu, nazwiemy go szkłem – nie odgrywa ono szczególnej roli.

Soczewka dwuwypukła.

Rozważmy najpierw soczewkę ograniczoną z obu stron dwiema wypukłymi powierzchniami sferycznymi (ryc. 1). Taki obiektyw nazywa się dwuwypukły. Naszym zadaniem jest teraz zrozumienie przebiegu promieni w tej soczewce.

Najłatwiej jest z promieniem idącym razem główna oś optyczna- osie symetrii soczewki. Na ryc. 1 ten promień opuszcza punkt . Główna oś optyczna jest prostopadła do obu kulistych powierzchni, więc wiązka ta przechodzi przez soczewkę bez załamywania się.

Teraz weźmy wiązkę biegnącą równolegle do głównej osi optycznej. W punkcie upadku
wiązka do soczewki jest rysowana prostopadle do powierzchni soczewki; gdy wiązka przechodzi z powietrza do optycznie gęstszego szkła, kąt załamania jest mniejszy niż kąt padania. W konsekwencji załamana wiązka zbliża się do głównej osi optycznej.

Normalna jest również rysowana w punkcie, w którym wiązka wychodzi z soczewki. Wiązka przechodzi w optycznie mniej gęste powietrze, więc kąt załamania jest większy niż kąt padania; Promień
załamuje się ponownie w kierunku głównej osi optycznej i przecina ją w punkcie .

Zatem każdy promień równoległy do ​​głównej osi optycznej po załamaniu w soczewce zbliża się do głównej osi optycznej i przecina ją. Na ryc. 2 pokazuje, że wzór załamania jest wystarczający szeroki wiązka światła równoległa do głównej osi optycznej.

Jak widać, szeroka wiązka światła nie skoncentrowany soczewka: im dalej od głównej osi optycznej znajduje się wiązka padająca, tym bliżej soczewki przecina główną oś optyczną po załamaniu. Zjawisko to nazywa się aberracja sferyczna i nawiązuje do wad obiektywów - w końcu chciałbym, żeby obiektyw redukował równoległą wiązkę promieni do jednego punktu.

Bardzo akceptowalną koncentrację można osiągnąć za pomocą wąska wiązka światła przechodząca w pobliżu głównej osi optycznej. Wtedy aberracja sferyczna jest prawie niezauważalna - patrz ryc. 3 .

Widać wyraźnie, że wąska wiązka równoległa do głównej osi optycznej jest zbierana w przybliżeniu w jednym punkcie po przejściu przez soczewkę. Z tego powodu nasz obiektyw nazywa się zbieranie.

Punkt nazywa się ogniskiem soczewki. Ogólnie rzecz biorąc, soczewka ma dwa ogniska znajdujące się na głównej osi optycznej po prawej i lewej stronie soczewki. Odległości od ognisk do obiektywu niekoniecznie są sobie równe, ale zawsze będziemy mieli do czynienia z sytuacjami, w których ogniska znajdują się symetrycznie względem obiektywu.

Soczewka dwuwklęsła.

Teraz rozważymy zupełnie inny obiektyw, ograniczony do dwóch wklęsły powierzchnie kuliste (ryc. 4). Taki obiektyw nazywa się dwuwklęsły. Tak jak powyżej prześledzimy przebieg dwóch promieni, kierując się prawem załamania.

Wiązka wychodząca z punktu i idąca wzdłuż głównej osi optycznej nie ulega załamaniu - wszak główna oś optyczna będąca osią symetrii soczewki jest prostopadła do obu powierzchni kulistych.

Wiązka równoległa do głównej osi optycznej, po pierwszym załamaniu zaczyna się od niej oddalać (bo przy przejściu z powietrza na szkło), a po drugim załamaniu jeszcze bardziej oddala się od głównej osi optycznej (ponieważ przy przejściu z szkło do powietrza).

Soczewka dwuwklęsła przekształca równoległą wiązkę światła w wiązkę rozbieżną ( rys. 5) i dlatego jest nazywana rozpraszanie.

Obserwuje się tu również aberrację sferyczną: kontynuacje rozbieżnych promieni nie przecinają się w jednym punkcie. Widzimy, że im dalej wiązka padająca od głównej osi optycznej, tym bliżej soczewki kontynuacja załamanej wiązki przecina główną oś optyczną.

Podobnie jak w przypadku dwuwypukłej soczewki, aberracja sferyczna będzie prawie niezauważalna dla wąskiej wiązki przyosiowej (ryc. 6). Kontynuacje promieni odbiegających od soczewki przecinają się w przybliżeniu w jednym punkcie - w skupiać soczewki .

Jeśli tak rozbieżna wiązka wpadnie do naszego oka, zobaczymy za soczewką punkt świetlny! Czemu? Przypomnij sobie, jak obraz pojawia się w płaskim lustrze: nasz mózg ma zdolność kontynuowania rozbieżnych promieni, aż się przecinają i tworzą iluzję świetlistego obiektu na skrzyżowaniu (tzw. wyimaginowany obraz). Właśnie taki wirtualny obraz znajdujący się w ognisku obiektywu zobaczymy w tym przypadku.

Rodzaje soczewek zbieżnych i rozbieżnych.

Rozważaliśmy dwie soczewki: soczewkę dwuwypukłą, która jest zbieżna i soczewkę dwuwklęsłą, która jest rozbieżna. Istnieją inne przykłady soczewek zbieżnych i rozbieżnych.

Kompletny zestaw soczewek zbieżnych pokazano na ryc. 7.

Oprócz znanej nam dwuwypukłej soczewki, oto: płasko-wypukły soczewka, w której jedna z powierzchni jest płaska, oraz wklęsły wypułky soczewka łącząca wklęsłe i wypukłe powierzchnie graniczne. Zauważ, że w soczewce wklęsło-wypukłej powierzchnia wypukła jest bardziej zakrzywiona (jej promień krzywizny jest mniejszy); dlatego efekt zbieżności wypukłej powierzchni refrakcyjnej przeważa nad efektem rozpraszania powierzchni wklęsłej, a soczewka jako całość jest zbieżna.

Wszystkie możliwe soczewki rozpraszające pokazano na ryc. osiem .

Wraz z dwuwklęsłym obiektywem widzimy płasko-wklęsły(której jedna z powierzchni jest płaska) i wypukły wklęsły obiektyw. Wklęsła powierzchnia soczewki wypukło-wklęsłej jest zakrzywiona w większym stopniu, tak że efekt rozpraszania granicy wklęsłej przeważa nad efektem zbieżności granicy wypukłej, a soczewka jako całość jest rozbieżna.

Spróbuj samodzielnie zbudować ścieżkę promieni w tych typach soczewek, których nie braliśmy pod uwagę, i upewnij się, że naprawdę są zbieżne lub rozpraszające. To świetne ćwiczenie i nie ma w tym nic skomplikowanego - dokładnie te same konstrukcje, które zrobiliśmy powyżej!

Załamanie światła jest szeroko stosowane w różnych przyrządach optycznych: kamerach, lornetkach, teleskopach, mikroskopach. . . Nieodzowną i najistotniejszą częścią takich urządzeń jest obiektyw.

Soczewka to optycznie przezroczysty, jednorodny korpus ograniczony z obu stron dwiema powierzchniami sferycznymi (lub jedną sferyczną i jedną płaską).

Soczewki są zwykle wykonane ze szkła lub specjalnych przezroczystych tworzyw sztucznych. Mówiąc o materiale obiektywu, nazwiemy go szkłem, nie odgrywa to szczególnej roli.

4.4.1 dwuwypukła soczewka

Rozważmy najpierw soczewkę ograniczoną z obu stron przez dwie wypukłe powierzchnie sferyczne (ryc. 4.16). Taka soczewka nazywana jest soczewką dwuwypukłą. Naszym zadaniem jest teraz zrozumienie przebiegu promieni w tej soczewce.

Ryż. 4.16. Refrakcja w dwuwypukłej soczewce

Najprostsza sytuacja dotyczy wiązki poruszającej się wzdłuż głównej osi optycznej osi symetrii soczewki. Na ryc. 4.16 promień ten opuszcza punkt A0 . Główna oś optyczna jest prostopadła do obu kulistych powierzchni, więc wiązka ta przechodzi przez soczewkę bez załamywania się.

Teraz weźmy wiązkę AB biegnącą równolegle do głównej osi optycznej. W punkcie B wiązki padającej na soczewkę rysowany jest normalny MN do powierzchni soczewki; ponieważ wiązka przechodzi z powietrza do optycznie gęstszego szkła, kąt załamania CBN jest mniejszy niż kąt padania ABM. Dlatego załamany promień BC zbliża się do głównej osi optycznej.

W punkcie C wyjścia wiązki z soczewki rysowany jest również normalny P Q. Wiązka przechodzi do optycznie mniej gęstego powietrza, więc kąt załamania QCD jest większy niż kąt padania P CB; wiązka jest ponownie załamywana w kierunku głównej osi optycznej i przecina ją w punkcie D.

Zatem każdy promień równoległy do ​​głównej osi optycznej po załamaniu w soczewce zbliża się do głównej osi optycznej i przecina ją. Na ryc. 4.17 pokazuje wzór załamania wystarczająco szerokiej wiązki światła równoległej do głównej osi optycznej.

Ryż. 4.17. Aberracja sferyczna w dwuwypukłej soczewce

Jak widać, szeroka wiązka światła nie jest skupiana przez soczewkę: im dalej wiązka padająca od głównej osi optycznej, tym bliżej soczewki przecina główną oś optyczną po załamaniu. Zjawisko to nazywane jest aberracją sferyczną i odnosi się do wad obiektywów, ponieważ nadal chcielibyśmy, aby obiektyw redukował równoległy wiązka promieni do jednego punktu5.

Bardzo zadowalające ogniskowanie można uzyskać stosując wąską wiązkę światła przechodzącą w pobliżu głównej osi optycznej. Wtedy aberracja sferyczna jest prawie niezauważalna, patrz ryc. 4.18.

Ryż. 4.18. Ogniskowanie wąskiej wiązki za pomocą soczewki skupiającej

Widać wyraźnie, że wąska wiązka równoległa do głównej osi optycznej, po przejściu przez soczewkę, jest zbierana w przybliżeniu w jednym punkcie F. Z tego powodu nasz obiektyw nazywa się

zbieranie.

5 Precyzyjne ogniskowanie szerokiej wiązki jest rzeczywiście możliwe, ale w tym celu powierzchnia soczewki musi mieć bardziej złożony kształt niż kulisty. Szlifowanie takich soczewek jest czasochłonne i niepraktyczne. Łatwiej jest robić soczewki sferyczne i radzić sobie z pojawiającą się aberracją sferyczną.

Nawiasem mówiąc, aberracja ta nazywana jest sferyczną właśnie dlatego, że powstaje w wyniku zastąpienia optymalnie ogniskującej złożonej soczewki niesferycznej prostą soczewką sferyczną.

Punkt F nazywany jest ogniskiem soczewki. Ogólnie rzecz biorąc, soczewka ma dwa ogniska znajdujące się na głównej osi optycznej po prawej i lewej stronie soczewki. Odległości od ognisk do obiektywu niekoniecznie są sobie równe, ale zawsze będziemy mieli do czynienia z sytuacjami, w których ogniska znajdują się symetrycznie względem obiektywu.

4.4.2 Soczewka dwuwklęsła

Teraz rozważymy zupełnie inną soczewkę, ograniczoną dwiema wklęsłymi powierzchniami sferycznymi (ryc. 4.19). Taka soczewka nazywana jest soczewką dwuwklęsłą. Tak jak powyżej prześledzimy przebieg dwóch promieni, kierując się prawem załamania.

Ryż. 4.19. Refrakcja w dwuwklęsłej soczewce

Wiązka wychodząca z punktu A0 i biegnąca wzdłuż głównej osi optycznej nie ulega załamaniu, ponieważ główna oś optyczna będąca osią symetrii soczewki jest prostopadła do obu powierzchni kulistych.

Promień AB, równoległy do ​​głównej osi optycznej, po pierwszym załamaniu zaczyna się od niego oddalać (bo przy przejściu z powietrza na szkło \CBN< \ABM), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух \QCD >\PCB). Soczewka dwuwklęsła przekształca równoległą wiązkę światła w wiązkę rozbieżną (ryc. 4.20) i dlatego nazywa się ją rozbieżną.

Obserwuje się tu również aberrację sferyczną: kontynuacje rozbieżnych promieni nie przecinają się w jednym punkcie. Widzimy, że im dalej wiązka padająca od głównej osi optycznej, tym bliżej soczewki kontynuacja załamanej wiązki przecina główną oś optyczną.

Ryż. 4.20. Aberracja sferyczna w soczewce dwuwklęsłej

Podobnie jak w przypadku dwuwypukłej soczewki, aberracja sferyczna będzie prawie niezauważalna dla wąskiej wiązki przyosiowej (ryc. 4.21). Rozszerzenia promieni odbiegających od soczewki przecinają się w przybliżeniu w jednym punkcie w ognisku soczewki F.

Ryż. 4.21. Załamanie wąskiej wiązki w soczewce rozpraszającej

Jeśli tak rozbieżna wiązka wpadnie do naszego oka, zobaczymy za soczewką punkt świetlny! Czemu? Przypomnij sobie, jak obraz pojawia się w płaskim lustrze: nasz mózg ma zdolność kontynuowania rozbieżnych promieni, aż się przecinają i tworzą iluzję świetlistego obiektu na skrzyżowaniu (tzw. wyimaginowany obraz). Właśnie taki wirtualny obraz znajdujący się w ognisku obiektywu zobaczymy w tym przypadku.

Oprócz znanej nam soczewki dwuwypukłej pokazano tutaj: soczewkę płasko-wypukłą, w której jedna z powierzchni jest płaska, oraz soczewkę wklęsło-wypukłą, łączącą wklęsłe i wypukłe powierzchnie graniczne. Zauważ, że w soczewce wklęsło-wypukłej powierzchnia wypukła jest bardziej zakrzywiona (jej promień krzywizny jest mniejszy); dlatego efekt zbieżności wypukłej powierzchni refrakcyjnej przeważa nad efektem rozpraszania powierzchni wklęsłej, a soczewka jako całość jest zbieżna.

Wszystkie możliwe soczewki rozpraszające pokazano na ryc. 4.23.

Ryż. 4.23. Soczewki rozbieżne

Wraz z soczewką dwuwklęsłą widzimy soczewkę płasko-wklęsłą (której jedna z powierzchni jest płaska) i soczewkę wypukło-wklęsłą. Wklęsła powierzchnia soczewki wypukło-wklęsłej jest zakrzywiona w większym stopniu, tak że efekt rozpraszania granicy wklęsłej przeważa nad efektem zbieżności granicy wypukłej, a soczewka jako całość jest rozbieżna.

Spróbuj samodzielnie zbudować ścieżkę promieni w tych typach soczewek, których nie braliśmy pod uwagę, i upewnij się, że naprawdę są zbieżne lub rozpraszające. To świetne ćwiczenie i nie ma w nim nic trudnego dokładnie tych samych konstrukcji, które zrobiliśmy powyżej!

Krótkowzroczność (krótkowzroczność) to nieprawidłowa zmiana widzenia, w której obraz nie pada na siatkówkę, ale powstaje przed nią. Za główny czynnik rozwoju krótkowzroczności uważa się długi pobyt współczesnego człowieka w zamkniętej przestrzeni, co zmniejsza obciążenie wzroku do zera. Soczewki do krótkowzroczności to najskuteczniejszy sposób na pozbycie się takiej wady wzroku. Są nie tylko wygodne w noszeniu, są niewidoczne i nie powodują dyskomfortu, ale także pomagają wyraźniej przekazać obraz, ponieważ mają bezpośredni kontakt z gałką oczną.

Dziś krótkowzroczność lub krótkowzroczność jest chorobą częstą, wrodzoną lub nabytą w procesie życia. Przy tej dolegliwości osoba słabo widzi i rozróżnia przedmioty w oddali.

Im wyższy stopień krótkowzroczności, tym bliżej pacjent nie widzi.

Choroba ma trzy formy, w zależności od zasięgu rozpoznawania obiektów:

• słaba forma, wymaga zwiększenia widzenia o trzy dioptrie;
• forma średnia, widzenie korygowane do 6 dioptrii;
• wysoka forma krótkowzroczności - korekcja wzroku pacjenta powyżej 6 dioptrii.

Chociaż leczenie krótkowzroczności jest prowadzone, w większości przypadków, jeśli rozwiązaniem problemu terapii nie jest korekcja chirurgiczna lub laserowa, pomaga to jedynie zatrzymać proces dalszego rozwoju krótkowzroczności. Niewielu pacjentów było w stanie całkowicie pozbyć się choroby.

Lekarze rozwiązujący problemy ze wzrokiem pacjenta zalecają mu noszenie okularów lub próby dopasowania soczewek kontaktowych.

Wiele osób, u których zdiagnozowano krótkowzroczność, wybiera soczewki kontaktowe do oczu. I nie chodzi tylko o wygodę, ale także o ostrzejsze ogniskowanie obrazu.

Jeśli nosisz okulary, odległość między szkłem a siatkówką może zniekształcać obraz i ograniczać jego kąt. Jeśli weźmiesz do ręki soczewki kontaktowe, możesz tego łatwo uniknąć, ponieważ dochodzi do bezpośredniego kontaktu z siatkówką.

Wielu używa soczewek ze względu na brak dyskomfortu wzrokowego podczas ich noszenia, ponieważ nie są one zauważalne dla oczu. Do ich pozytywnych aspektów należy również brak efektu zamglenia, który często obserwuje się w przypadku okularów z ostrym spadkiem temperatury otoczenia.

Nowoczesne materiały, z których wykonane są dziś soczewki kontaktowe, pozwalają nosić je dość długo i jednocześnie nie odczuwać dyskomfortu. Dobrze oddychają, nie przesuszają łuski oczu. Niektórzy ludzie z wielu powodów nie mogą nosić okularów (sportowcy, aktorzy). To im na ratunek przychodzą soczewki kontraktowe. Soczewki są stale ulepszane, co sprawia, że ​​są bardzo wygodne i komfortowe dla oczu.

Oto główne zalety soczewek kontaktowych przed założeniem okularów:

1. Szybka adaptacja oka. Po założeniu soczewek człowiek przyzwyczaja się do tego i zapomina, że ​​w jego oczach znajduje się obcy przedmiot. Pozwala to na wykonanie korekcji przy odpowiednio silnych stopniach krótkowzroczności, gdy okulary nie tylko wyglądają nieestetycznie, ale są praktycznie bezużyteczne.
2. Soczewki mogą skorygować do 50% utraconego wzroku. Punkty mogą zrobić nie więcej niż 2%.
3. Jeśli nosisz soczewki kontaktowe, obiekty są postrzegane bardziej realistycznie. Dzięki okularom możesz zmierzyć się z problemem wizualnej redukcji przedmiotów.
4. Przy różnym stopniu krótkowzroczności w obu oczach tylko soczewki pomogą osiągnąć to samo skupienie obrazu. Jest to bardzo ważne w przypadku współistniejącego zeza lub niedowidzenia.

Soczewki i ich cechy w krótkowzroczności

Leczenie krótkowzroczności obejmuje soczewki dwuwklęsłe. Mogą być miękkie lub twarde. Te pierwsze są częściej stosowane w praktyce. Sztywne soczewki są typowe tylko dla skomplikowanych przypadków krótkowzroczności.

Soczewki kontaktowe na krótkowzroczność można podzielić na jeszcze dwa typy: hydrożel silikonowy (najbezpieczniejszy do tej pory) i hydrożel. Które z nich są odpowiednie dla pacjenta, powinien ustalić okulista po całkowitym zbadaniu wzroku pacjenta i postawieniu diagnozy. Jest to bardzo ważne, ponieważ nie można wybrać odpowiednich soczewek bez wstępnego badania oczu. Tylko okulista dobierze odpowiednie soczewki, które nie tylko pomogą pacjentowi lepiej widzieć, ale także zapewnią niezbędne leczenie i korekcję wzroku.

Przy wyborze opierają się na następujących cechach:

• materiał: preferowane są opcje hydrożelu silikonowego;
• promień krzywizny, który musi w pełni odpowiadać kształtowi rogówki pacjenta, co gwarantuje poczucie komfortu;
• lądowanie soczewki w oczach pacjenta i jego średnica;
• liczba dioptrii dla jasności obrazu;
• przy astygmatyzmie wybierane są osie cylindra;
• środek soczewki i jej grubość

W zależności od producenta, na rynku można dobrać soczewki do czasu ich noszenia. Ten wskaźnik pozwala określić dokładny czas, w którym soczewki kontaktowe będą bezpieczne dla oczu.

Tak więc za tym znakiem wyróżnia się soczewki kontaktowe:

• do noszenia w ciągu dnia, które są noszone przez cały dzień i zdejmowane przed snem;
• w trybie elastycznym oznacza użycie bez usuwania do 2 dni;
• z przedłużonym trybem noszenia (do 7 dni);
• z trybem ciągłym do miesiąca.

Nowoczesna okulistyka ma również specjalne leczenie krótkowzroczności - są to soczewki nocne.

Jest to specyficzny typ, który można i należy nosić tylko w nocy, podczas snu. Rano osoba ma 100% wizję, która utrzymuje się przez cały dzień.

Soczewki kontaktowe na noc działają bezpośrednio na rogówkę oka poprzez ucisk. Prowadzi to do jej powstania i redystrybucji obciążenia. Jednocześnie soczewki nocne nie powodują dyskomfortu u pacjenta. Okuliści twierdzą, że na początku takie leczenie może powodować suchość oczu. Ale takie efekty uboczne są bardzo szybko eliminowane przez specjalne krople. Po śnie soczewki na noc są usuwane.

Pozytywny efekt poprawy widzenia w ten sposób jest inny dla każdego pacjenta. Dla jednych soczewki nocne wytrzymują do 24 godzin, dla innych nawet do kilku dni. Dlatego nie zaleca się ich stosowania co noc, a jedynie zgodnie ze wskazaniami w przypadku pogorszenia i konieczności dostosowania ostrości wzroku. Soczewki nocne są dobrym rozwiązaniem dla osób cierpiących na krótkowzroczność iz wielu powodów nie mogą nosić okularów ani soczewek kontaktowych.

Istnieją również soczewki perifocal stosowane w leczeniu krótkowzroczności u dzieci i dorosłych. Unikalne właściwości zapewniają stały wpływ na oko dziecka, korygując pracę analizatora wzrokowego.

Soczewki perifocal wyróżniają się równomiernym rozkładem obciążenia świetlnego na całej powierzchni siatkówki.

Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie dobrych wyników w leczeniu. Soczewki okołoogniskowe wykazują również dobre wyniki w powikłanej krótkowzroczności z astygmatyzmem.

To specjalista musi określić wskazania pacjenta do ich noszenia. Możesz wybrać i przepisać soczewki okołoogniskowe tylko u lekarza.

Rzeczy do rozważenia przy podejmowaniu decyzji o korekcji wzroku obiektywu

Wszystkie pozytywne aspekty soczewek kontaktowych w porównaniu z okularami zapewniają poprawę jakości życia pacjenta z krótkowzrocznością. Ale to nie znaczy, że problem choroby został rozwiązany. Liczne kampanie reklamowe, łatwość zakupu i użytkowania soczewek kontaktowych sprawiły, że wielu dokonuje wyboru samodzielnie, bez kontaktu z okulistą. Wszystko to daje ludziom fałszywe wrażenie bezpieczeństwa i prowadzi do niebezpiecznych eksperymentów na ich oczach.

Do prawidłowego doboru rodzaju soczewek kontaktowych niezbędna jest specjalistyczna wiedza, wystarczające doświadczenie w tej dziedzinie. Przy wyborze ważne jest, aby wziąć pod uwagę i móc połączyć kilka parametrów jednocześnie, możliwe współistniejące choroby. I tylko okulista może to zrobić. Nie daj się zwieść reklamom „wyjątkowych” soczewek, które pasują absolutnie każdemu i każdemu. Nie ma czegoś takiego, a noszenie ich przyniesie ci tylko krzywdę.

Ponadto soczewki kontaktowe mają swoje przeciwwskazania: są to częste alergiczne objawy oczu, nadmierna suchość rogówki i zaburzenia składu płynu łzowego. Warunki te wymagają wykwalifikowanego leczenia, a noszenie soczewek pogorszy sytuację.

Początkowo pacjent może odczuwać dyskomfort, ale wkrótce pojawia się uzależnienie. W przyszłości ważne jest monitorowanie stanu oczu. W przypadku dyskomfortu, zaczerwienienia, bólu, bólu należy natychmiast skonsultować się z lekarzem. Ale nawet jeśli wszystko jest w porządku, możesz i powinieneś być sprawdzany przez okulistę dwa razy w roku.

Doświadczony lekarz zawsze śledzi najnowsze informacje w tej dziedzinie. Dlatego przy następnej kontroli może nie tylko dostosować parametry, ale polecić bardziej nowoczesną próbkę. Staraj się nie rezygnować z nowych modeli. Często są zaawansowane, biokompatybilne, co pozwala na bardziej komfortowe odczuwanie oka, a możliwość wystąpienia stanów zapalnych jest zminimalizowana. Niektóre materiały dają efekt nawilżający, co rozwiązuje aktualny problem tysięcy ludzi w dzisiejszych czasach - „syndrom suchego oka”.

Wybierając, musisz skorzystać tylko z porady lekarza. Pomoże Ci to wybrać najbardziej odpowiednią dla Ciebie wersję soczewek kontaktowych, która zapewni szybkie przyzwyczajenie i komfort ich noszenia.

dwuwypukła soczewka

Soczewka płasko-wypukła

Charakterystyka cienkich soczewek

W zależności od formy istnieją kolektyw(pozytywny) i rozproszenie(negatywne) soczewki. Do grupy soczewek zbieżnych zalicza się zwykle soczewki, w których środek jest grubszy niż ich brzegi, a grupa soczewek rozpraszających to soczewki, których brzegi są grubsze niż środek. Należy zauważyć, że jest to prawdą tylko wtedy, gdy współczynnik załamania materiału soczewki jest większy niż w środowisku. Jeśli współczynnik załamania soczewki jest mniejszy, sytuacja ulegnie odwróceniu. Na przykład pęcherzyk powietrza w wodzie jest dwuwypukłą soczewką dyfuzyjną.

Obiektywy charakteryzują się z reguły mocą optyczną (mierzoną w dioptriach) lub ogniskową.

Do budowy przyrządów optycznych ze skorygowaną aberracją optyczną (przede wszystkim chromatyczną, ze względu na rozproszenie światła, - achromaty i apochromaty) ważne są również inne właściwości soczewek/ich materiałów, np. współczynnik załamania, współczynnik dyspersji, przepuszczalność materiału w wybranym zasięg optyczny.

Czasami soczewki/soczewki optyczne (refraktory) są specjalnie zaprojektowane do użytku w mediach o stosunkowo wysokim współczynniku załamania światła (patrz mikroskop immersyjny, płyny immersyjne).

Rodzaje soczewek:
Zgromadzenie:
1 - dwuwypukły
2 - płasko-wypukły
3 - wklęsło-wypukłe (menisk dodatni)
Rozpraszanie:
4 - dwuwklęsły
5 - płaskie wklęsłe
6 - wypukło-wklęsły (menisk ujemny)

Soczewka wypukło-wklęsła nazywa się menisk i mogą być zbiorowe (gęstnieje w kierunku środka) lub rozpraszające (gęstnieje w kierunku krawędzi). Menisk, którego promienie powierzchni są równe, ma moc optyczną równą zero (stosowany do korekcji dyspersji lub jako soczewka osłonowa). Tak więc soczewki okularów krótkowzrocznych są zwykle ujemną łąkotką.

Charakterystyczną właściwością soczewki skupiającej jest zdolność do zbierania promieni padających na jej powierzchnię w jednym punkcie znajdującym się po drugiej stronie soczewki.

Główne elementy soczewki: NN - główna oś optyczna - linia prosta przechodząca przez środki powierzchni sferycznych ograniczających soczewkę; O - środek optyczny - punkt, który w przypadku soczewek dwuwypukłych lub dwuwklęsłych (o tych samych promieniach powierzchni) znajduje się na osi optycznej wewnątrz soczewki (w jej środku).
Notatka. Droga promieni jest pokazana jak w wyidealizowanej (płaskiej) soczewce, bez wskazania załamania na granicy fazy rzeczywistej. Dodatkowo pokazano nieco przerysowany obraz dwuwypukłej soczewki.

Jeśli punkt świetlny S zostanie umieszczony w pewnej odległości przed soczewką skupiającą, wówczas wiązka światła skierowana wzdłuż osi przejdzie przez soczewkę bez załamywania, a promienie, które nie przechodzą przez środek, będą załamywane w kierunku optycznym. osi i przecinają się na niej w pewnym punkcie F, który i będzie obrazem punktu S. Ten punkt nazywa się sprzężonym ogniskiem lub po prostu skupiać.

Jeśli na soczewkę pada światło z bardzo odległego źródła, którego promienie można przedstawić jako poruszające się w wiązce równoległej, to po wyjściu z soczewki promienie zostaną załamane pod większym kątem i punkt F zbliży się do soczewka na osi optycznej. W tych warunkach punkt przecięcia promieni wychodzących z soczewki nazywa się główny cel F ', a odległość od środka obiektywu do głównego ogniska - główna ogniskowa.

Promienie padające na soczewkę rozbieżną po wyjściu z niej będą załamywane w kierunku krawędzi soczewki, czyli będą rozpraszane. Jeśli te promienie będą kontynuowane w przeciwnym kierunku, jak pokazano na rysunku linią przerywaną, zbiegną się w jednym punkcie F, który będzie skupiać ten obiektyw. To skupienie będzie wyimaginowany.

Pozorne skupienie soczewki rozpraszającej

To, co zostało powiedziane o ogniskowaniu na głównej osi optycznej, dotyczy w równym stopniu przypadków, gdy obraz punktu znajduje się na drugorzędnej lub nachylonej osi optycznej, czyli na linii przechodzącej przez środek soczewki pod kątem do głównej oś optyczna. Nazywa się płaszczyznę prostopadłą do głównej osi optycznej, znajdującą się w głównym ognisku soczewki główna płaszczyzna ogniskowa, a w sprzężonym skupieniu - po prostu płaszczyzna ogniskowa.

Soczewki zbierające mogą być skierowane na obiekt z dowolnej strony, dzięki czemu promienie przechodzące przez soczewkę mogą być zbierane z jednej lub drugiej strony. Tak więc obiektyw ma dwa ogniska - przód oraz tył. Znajdują się one na osi optycznej po obu stronach obiektywu na ogniskowej od środka obiektywu.

Obrazowanie za pomocą cienkiej soczewki skupiającej

Opisując cechy soczewek, uwzględniono zasadę konstruowania obrazu punktu świetlnego w ognisku soczewki. Promienie padające na soczewkę z lewej strony przechodzą przez jej tylne ogniskowanie, a promienie padające z prawej strony przechodzą przez ognisko przednie. Należy zauważyć, że w obiektywach rozbieżnych przeciwnie, tylne ogniskowanie znajduje się przed obiektywem, a przednie jest z tyłu.

Konstrukcję przez soczewkę obrazu obiektów o określonym kształcie i rozmiarze uzyskuje się w następujący sposób: powiedzmy, że linia AB to obiekt znajdujący się w pewnej odległości od soczewki, znacznie przekraczającej jej ogniskową. Z każdego punktu obiektu przez soczewkę przejdą niezliczone ilości promieni, z których dla jasności rysunek pokazuje schematycznie przebieg tylko trzech promieni.

Trzy promienie wychodzące z punktu A przejdą przez soczewkę i przecinają się w odpowiednich punktach znikania na A 1 B 1, tworząc obraz. Wynikowy obraz to ważny oraz do góry nogami.

W tym przypadku obraz uzyskano w ognisku sprzężonym w pewnej płaszczyźnie ogniskowej FF, nieco oddalonej od głównej płaszczyzny ogniskowej F'F', przechodzącej równolegle do niej przez ognisko główne.

Jeśli obiekt znajduje się w nieskończonej odległości od obiektywu, jego obraz jest uzyskiwany w tylnym ognisku obiektywu F ' ważny, do góry nogami oraz zredukowany do podobnego punktu.

Jeśli obiekt znajduje się blisko obiektywu i znajduje się w odległości większej niż dwukrotność ogniskowej obiektywu, jego obraz będzie ważny, do góry nogami oraz zredukowany i będzie znajdować się za głównym ogniskiem na odcinku między nim a podwójną ogniskową.

Jeśli obiekt jest umieszczony przy dwukrotnej ogniskowej obiektywu, wynikowy obraz znajduje się po drugiej stronie obiektywu przy dwukrotnej ogniskowej od niego. Obraz jest uzyskiwany ważny, do góry nogami oraz równy rozmiar Przedmiot.

Jeśli obiekt zostanie umieszczony między przednim ogniskiem a podwójną ogniskową, zdjęcie zostanie wykonane poza podwójną ogniskową i będzie ważny, do góry nogami oraz powiększony.

Jeśli obiekt znajduje się w płaszczyźnie przedniego głównego ogniska soczewki, to promienie, które przeszły przez soczewkę, pójdą równolegle, a obraz można uzyskać tylko w nieskończoności.

Jeśli obiekt znajduje się w odległości mniejszej niż główna ogniskowa, wówczas promienie opuszczą soczewkę w postaci wiązki rozbieżnej, nigdzie nie przecinając się. Daje to obraz wyimaginowany, bezpośredni oraz powiększony, czyli w tym przypadku obiektyw działa jak szkło powiększające.

Łatwo zauważyć, że gdy obiekt zbliża się od nieskończoności do przedniego ogniska obiektywu, obraz oddala się od tylnego ogniskowania, a gdy obiekt osiąga przednią płaszczyznę ogniskowania, znajduje się od niego w nieskończoności.

Wzór ten ma ogromne znaczenie w praktyce różnego rodzaju prac fotograficznych, dlatego do określenia relacji między odległością obiektu a obiektywem oraz obiektywem a płaszczyzną obrazu konieczna jest znajomość podstawowych formuła soczewki.

Formuła cienkich soczewek

Odległości od punktu obiektu do środka soczewki i od punktu obrazu do środka soczewki nazywane są ogniskowymi sprzężonymi.

Ilości te są od siebie zależne i są określane wzorem o nazwie formuła cienkich soczewek:

gdzie jest odległość od soczewki do obiektu; - odległość od obiektywu do obrazu; to główna ogniskowa obiektywu. W przypadku grubej soczewki wzór pozostaje niezmieniony, z tą tylko różnicą, że odległości mierzone są nie od środka soczewki, ale od głównych płaszczyzn.

Aby znaleźć jedną lub inną nieznaną wielkość z dwiema znanymi, stosuje się następujące równania:

Należy zauważyć, że znaki ilości ty , v , f są wybierane na podstawie następujących rozważań - dla rzeczywistego obrazu z rzeczywistego obiektu w soczewce skupiającej - wszystkie te wielkości są dodatnie. Jeśli obraz jest urojony - odległość do niego jest ujemna, jeśli obiekt jest urojony - odległość do niego jest ujemna, jeśli obiektyw jest rozbieżny - ogniskowa jest ujemna.

Skala obrazu

Skala obrazu () to stosunek wymiarów liniowych obrazu do odpowiednich wymiarów liniowych obiektu. Stosunek ten można pośrednio wyrazić jako ułamek , gdzie jest odległością od obiektywu do obrazu; to odległość od soczewki do obiektu.

Tutaj jest współczynnik redukcji, czyli liczba pokazująca, ile razy wymiary liniowe obrazu są mniejsze niż rzeczywiste wymiary liniowe obiektu.

W praktyce obliczeń znacznie wygodniej jest wyrazić ten stosunek w postaci lub , gdzie jest ogniskową obiektywu.

.

Obliczanie ogniskowej i mocy optycznej obiektywu

Soczewki są symetryczne, czyli mają taką samą ogniskową niezależnie od kierunku padania światła – w lewo lub w prawo, co jednak nie dotyczy innych cech, takich jak aberracje, których wielkość zależy po której stronie obiektyw jest zwrócony w kierunku światła.

Kombinacja wielu soczewek (system wyśrodkowany)

Soczewki można ze sobą łączyć, tworząc złożone układy optyczne. Moc optyczną układu dwóch soczewek można znaleźć jako prostą sumę mocy optycznych każdej soczewki (pod warunkiem, że obie soczewki można uznać za cienkie i znajdują się blisko siebie na tej samej osi):

.

Jeśli soczewki znajdują się w pewnej odległości od siebie, a ich osie pokrywają się (układ dowolnej liczby soczewek o tej właściwości nazywany jest układem wyśrodkowanym), to ich całkowitą moc optyczną można znaleźć z wystarczającą dokładnością na podstawie następujące wyrażenie:

,

gdzie jest odległość między głównymi płaszczyznami soczewek.

Wady prostego obiektywu

W nowoczesnym sprzęcie fotograficznym wysokie wymagania stawiane są jakości obrazu.

Obraz dawany przez prosty obiektyw, ze względu na szereg niedociągnięć, nie spełnia tych wymagań. Eliminację większości niedociągnięć uzyskuje się poprzez odpowiedni dobór ilości soczewek w centrowanym układzie optycznym – obiektywie. Zdjęcia wykonane prostymi obiektywami mają różne wady. Wady systemów optycznych nazywane są aberracjami, które dzielą się na następujące typy:

• Aberracje geometryczne
• Aberracja dyfrakcyjna (aberracja ta jest spowodowana innymi elementami układu optycznego i nie ma nic wspólnego z samym obiektywem).

Soczewki o specjalnych właściwościach

Soczewki z organicznego polimeru

Szkła kontaktowe

soczewki kwarcowe

Szkło kwarcowe - przetopiona czysta krzemionka z niewielkimi (około 0,01%) dodatkami Al 2 O 3 , CaO i MgO. Charakteryzuje się wysoką stabilnością termiczną i obojętnością na wiele chemikaliów z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego.

Kto nie zna zwykłego szkła powiększającego, podobnego do ziarna soczewicy. Jeśli takie szkło – nazywane jest też dwuwypukłą soczewką – jest umieszczone między przedmiotem a okiem, to obraz przedmiotu wydaje się obserwatorowi kilkakrotnie powiększony.

Jaki jest sekret takiego wzrostu? Jak wytłumaczyć, że obiekty oglądane przez dwuwypukłą soczewkę wydają się nam większe niż ich rzeczywista wielkość?

Aby dobrze zrozumieć przyczynę tego zjawiska, musimy pamiętać, jak rozchodzą się promienie światła.

Codzienne obserwacje przekonują nas, że światło porusza się w linii prostej. Pamiętajcie na przykład, jak czasami zakryte chmurami słońce przeszywa je bezpośrednimi, dobrze widocznymi snopami promieni.

Ale czy promienie światła są zawsze proste? Okazuje się, że nie zawsze.

Zrób na przykład taki eksperyment.

W okiennicy, która szczelnie zakrywa okno twojego pokoju, wykonaj rys. 6< прямолинейный

Mały otwór. Promień światła, promień światła, uderzający w innego -

Po przejściu przez tę dziurę „Przechodzę przez środowisko - Do wody, OD -

Rysuje „w ciemnym pokoju bezpośrednio – zmienia kierunek,

G ”i 1 jest załamany,

Ślad liniowy. Ale załóż na

Droga promienia do dzbana z wodą, a zobaczysz, że wiązka uderzając w wodę zmieni swój kierunek lub, jak mówią, „załamie się” (ryc. 6).

W ten sposób można zaobserwować załamanie promieni świetlnych, gdy wejdą one do innego ośrodka. Tak długo, jak promienie znajdują się w powietrzu, są prostoliniowe. Ale gdy tylko na ich drodze napotka inne medium, takie jak woda, światło ulega załamaniu.

Jest to to samo załamanie, którego doświadcza promień światła w przypadku przechodzenia przez dwuwypukłe szkło powiększające. W takim przypadku soczewka zbiera promienie świetlne
w wąską szpiczastą wiązkę (to, nawiasem mówiąc, wyjaśnia fakt, że za pomocą lupy, która zbiera promienie światła w wąską wiązkę, można podpalić papierosy, papier itp. na słońcu).

Ale dlaczego soczewka powiększa obraz przedmiotu?

Dlatego. Spójrz gołym okiem na obiekt, taki jak liść drzewa. Promienie światła odbijają się od liścia i zbiegają w oku. Teraz umieść dwuwypukłą soczewkę między okiem a liściem. Promienie światła przechodzące przez soczewkę zostaną załamane (ryc. 7). Jednak dla ludzkiego oka nie wydają się złamane. Obserwator wciąż czuje prostoliniowość promieni światła. Wydaje się, że kontynuuje je dalej, poza soczewkę (patrz przerywane linie na ryc. 7), a obiekt obserwowany przez dwuwypukłą soczewkę wydaje się obserwatorowi powiększony!

A co się stanie, jeśli promienie światła, zamiast wpaść w oko obserwatora, będą dalej

Dalej? Po przejściu w jednym punkcie, zwanym ogniskiem soczewki, promienie ponownie się rozejdą. Jeśli postawimy na ich drodze lustro, zobaczymy w nim powiększony obraz tego samego arkusza (ryc. 8). Zaprezentuje się nam jednak w odwróconej formie. I to jest całkiem zrozumiałe. Wszakże po przejściu w ognisku soczewki promienie światła idą dalej w tym samym kierunku prostoliniowym. tak

Oczywistym jest, że w tym przypadku promienie z wierzchu tafli są skierowane w dół, a promienie wychodzące z jej podstawy odbijają się w górnej części lustra.

Ta właściwość soczewki dwuwypukłej - zdolność do zbierania promieni światła w jednym punkcie - jest wykorzystywana w aparacie fotograficznym.