镜片材料的光学属性之光线折射

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折射率。

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

通过镜片的光线会镜片的前后表面发生折射或偏离现象。光线的偏离幅度由材料的折射能力和入射光线在镜片表面的入射角度决定。

折射率

透明媒质的折射率(n)是光线在真空中的速度(c)与在媒质中的速度(v)的比,即

n=c/v

该比值没有单位并且总是大于1。折射率反映媒质的折射能力,折射率越高,从空气进入该媒质的光束偏离得越多。

由于透明媒质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:λe =546.07nm(汞,绿光谱线);在英、美等国家则是λd =587.56nm(氦,黄光谱线)。注意ne值稍大于nd,因此当材料用ne 值表示时反映的折射率相对偏大(见表1-1),但这个区别并没有造成实际影响,因为它的区别仅仅在折射率值的第三位小数上。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。

表1-1 不同镜片材料的折射率

玻璃镜的折射率

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。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,这样镜片可以制造得薄一些,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。