Оптическая система глаза. Линзы. Ход лучей Особенности и преимущества использования линз при миопии

Мы живем в мире большого потока информации, который идет к нам из наших телефонов, планшетов и телевизоров. В современном обществе около 30 процентов людей носят очки, чтобы лучше увидеть и запомнить. Чтобы наши глаза чувствовали себя комфортно, мы разберем, какие же линзы для очков нужны.

Общие сведения: разновидности и характеристика линз

Нужно начать с того, что очковые линзы бывают минеральные и полимерные. Простым языком, минеральные – это изделия из стекла, которые являются наиболее покупаемыми. Они защищают наши глаза от ультрафиолетовых лучей, не меняют свою форму, а самое главное – они долговечны. Но такие очковые линзы не стоит покупать маленьким детям, так как они представляют угрозу травмирования.

Стекло и пластик: краткая характеристика изделий

Несомненно, стеклянные линзы укоренились уже очень давно, потому что стекло – это первый материал для . Тем более, как уже было сказано, они долговечны. Если их положить на стол, а потом случайно их уронить, вероятность того, что очки разобьются, очень мала. Но большое давление на переносицу перекрывает этот «плюс», так как комфорт превыше всего.

Вы будете замечать покраснения на лице, появится дискомфорт и неприятные ощущения. В результате вы будете делать множество лишних движений – стараться снять, надеть, сдвинуть подальше, вернуть на прежнее место. Например, ребенок, сидящий за партой на уроке и внимательно слушающий учителя, может замечать эти неудобства и отвлекаться от объяснения материала. А что говорить о взрослом человеке, который большинство своего времени проводит на работе?

Полимерные очковые линзы (пластиковые) – лучшие и прогрессивные. Они значительно легче, наиболее пластичны, чем стеклянные линзы. Но у каждой медали есть две стороны, у пластиковых изделий – это появление царапин. Чтобы избавиться от этой проблемы, производители очков стали наносить покрытие, которое позволяет продлить им срок жизни. Также существует просветляющее покрытие, которое служит для того, чтобы минимизировать появление бликов.

Для справки! В отличие от стеклянных, полимерные имеют множество разновидностей. Клиент может подобрать любую подходящую форму.

Внешний вид

Раз мы начали говорить про форму, то нужно сказать немного слов и о том, какие есть варианты для оформления. Наиболее популярные очковые линзы – сферические . Они, в свою очередь, делятся на двояковогнутые и двояковыпуклые. Двояковогнутые служат людям, у которых есть такое заболевание, как близорукость. Аналогично, двояковыпуклые помогают людям с дальнозоркостью.

Другие виды включают асферические линзы. Их поверхность хорошо отражает падающий свет. Би-асферические очковые линзы имеют две асферических поверхности. При носке изображение будет четко просматриваться, что подходит для астигматизма.

Также существуют такие прогрессивные виды, которые подходят для людей в возрасте. К сорока годам глазам нужна корректировка зрения на разных расстояниях. Раньше в таких случаях всегда носили с собой две пары очков. Но нам повезло – прогресс не стоит на месте (поэтому эти лучшие изделия называются прогрессивными), и мы можем носить одну пару. Такие очковые линзы имеют три фокуса, что позволяет человеку комфортно чувствовать себя в любых условиях: читать, смотреть на вывески с разного расстояния.

Перед тем как выбрать линзы, узнайте все про коэффициент преломления . Коэффициент преломления определяет светопреломляющую способность линз. У стеклянных и пластиковых он отличается, но цифры всегда нужно смотреть у производителя. Например, средний коэффициент преломления в стеклянных – 1,6. В полимерных – 1,56.

Выбрать по таким показателям лучшие очковые линзы не составит труда. Но, прежде всего, нужно определиться, а для чего они вам нужны. Например, солнцезащитные виды – это те же самые прозрачные линзы, только они еще защищают нас от солнца. Может быть, вы покупаете очки на работу, тогда стоит обратить внимание на компьютерный подвид, который повысят производительность труда, снизят утомляемость. Еще существуют спортивные виды – линзы, которые гораздо прочнее, чем обычные. Они так же, как и солнцезащитные, защищают глаза от солнечного света.

Современный мир не стоит на месте, и линз без покрытий практически не существует. Все лучшие изделия имеют упрочняющий слой, который защищает их от царапин и бликов. Покрытия подразделяются на следующие виды:

• анти-рефлексное — оно позволяет избавиться от бликов. Тем более такое покрытие уменьшает утомляемость человека. Лучшие изделия для повседневного использования;
• покрытия, имеющие водоотталкивающие, жироотталкивающие и грязеотталкивающие свойства;
• упрочняющее — защита от царапин;
• зеркальное;
• солнцезащитное;
• защитное (лучшие изделия для длительной работы с гаджетами);
• многофункциональное — имеется несколько свойств. Например, упрочняющее, защищающее и анти-рефлексное в одном покрытии.

На вопрос: «Какие линзы выбрать?» полный и точный ответ сможет дать офтальмолог.

Защитное действие – немаловажный фактор при выборе очков. Чтобы наши глаза были здоровыми, нужно правильно выбрать для них защиту. Защиту от ультрафиолета обычные линзы не всегда выполняют на достойном уровне, поэтому на них наносят специальное покрытие. Но оно есть не во всех изделиях, поэтому при покупке нужно обязательно консультироваться с продавцом.

Минеральные линзы, на которых нанесен зеленый цвет, обеспечивает защиту от инфракрасного излучения. Это еще один «плюс» стеклянного очкового подтипа, так как у пластиковых такая защита намного ниже.

На первый взгляд кажется, что любые линзы можно выбрать за считанные минуты и без особых усилий. Но на самом деле, процесс отнимает много времени. Вы должны проконсультироваться с врачом, продавцом-консультантом. Также рекомендуется выяснить все о том, какие линзы бывают и чем они отличаются. Относитесь к своим глазам серьезно, так как это наш главный орган для познания мира.

Темы кодификатора ЕГЭ: линзы

Преломление света широко используется в различных оптических приборах: фотоаппаратах, биноклях, телескопах, микроскопах. . . Непременной и самой существенной деталью таких приборов является линза.

Линза - это оптически прозрачное однородное тело, ограниченное с двух сторон двумя сферическими (или одной сферической и одной плоской) поверхностями.

Линзы обычно изготавливаются из стекла или специальных прозрачных пластмасс. Говоря о материале линзы, мы будем называть его стеклом - особой роли это не играет.

Двояковыпуклая линза.

Рассмотрим сначала линзу, ограниченную с обеих сторон двумя выпуклыми сферическими поверхностями (рис. 1 ). Такая линза называется двояковыпуклой . Наша задача сейчас - понять ход лучей в этой линзе.

Проще всего обстоит дело с лучом, идущим вдоль главной оптической оси - оси симметрии линзы. На рис. 1 этот луч выходит из точки . Главная оптическая ось перпендикулярна обеим сферическим поверхностям, поэтому данный луч идёт сквозь линзу, не преломляясь.

Теперь возьмём луч , идущий параллельно главной оптической оси. В точке падения
луча на линзу проведена нормаль к поверхности линзы; поскольку луч переходит из воздуха в оптически более плотное стекло, угол преломления меньше угла падения . Следовательно, преломлённый луч приближается к главной оптической оси.

В точке выхода луча из линзы также проведена нормаль . Луч переходит в оптически менее плотный воздух, поэтому угол преломления больше угла падения ; луч
преломляется опять-таки в сторону главной оптической оси и пересекает её в точке .

Таким образом, всякий луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе приближается к главной оптической оси и пересекает её. На рис. 2 изображена картина преломления достаточно широкого светового пучка, параллельного главной оптической оси.

Как видим, широкий пучок света не фокусируется линзой: чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе он пересекает главную оптическую ось после преломления. Это явление называется сферической аберрацией и относится к недостаткам линз - ведь хотелось бы всё же, чтобы линза сводила параллельный пучок лучей в одну точку.

Весьма приемлемой фокусировки можно добиться, если использовать узкий световой пучок, идущий вблизи главной оптической оси. Тогда сферическая аберрация почти незаметна - посмотрите на рис. 3 .

Хорошо видно, что узкий пучок, параллельный главной оптической оси, после прохождения линзы собирается приблизительно в одной точке . По этой причине наша линза носит название собирающей.

Точка называется фокусом линзы. Вообще, линза имеет два фокуса, находящиеся на главной оптической оси справа и слева от линзы. Расстояния от фокусов до линзы не обязательно равны друг другу, но мы всегда будем иметь дело с ситуациями, когда фокусы расположены симметрично относительно линзы.

Двояковогнутая линза.

Теперь мы рассмотрим совсем другую линзу, ограниченную двумя вогнутыми сферическими поверхностями (рис. 4 ). Такая линза называется двояковогнутой . Так же, как и выше, мы проследим ход двух лучей, руководствуясь законом преломления.

Луч, выходящий из точки и идущий вдоль главной оптической оси, не преломляется - ведь главная оптическая ось, будучи осью симметрии линзы, перпендикулярна обеим сферическим поверхностям.

Луч , параллельный главной оптической оси, после первого преломления начинает удаляться от неё (так как при переходе из воздуха в стекло ), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух ).

Двояковогнутая линза преобразует параллельный пучок света в расходящийся пучок (рис. 5 ) и называется поэтому рассеивающей.

Здесь также наблюдается сферическая аберрация: продолжения расходящихся лучей не пересекаются в одной точке. Мы видим, что чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе пересекает главную оптическую ось продолжение преломлённого луча.

Как и в случае двояковыпуклой линзы, сферическая аберрация будет практически незаметна для узкого приосевого пучка (рис. 6 ). Продолжения лучей, расходящихся от линзы, пересекаются приблизительно в одной точке - в фокусе линзы .

Если такой расходящийся пучок попадёт в наш глаз, то мы увидим за линзой светящуюся точку! Почему? Вспомните, как возникает изображение в плоском зеркале: наш мозг обладает способностью продолжать расходящиеся лучи до их пересечения и создавать в месте пересечения иллюзию светящегося объекта (так называемое мнимое изображение). Вот именно такое мнимое изображение, расположенное в фокусе линзы, мы и увидим в данном случае.

Виды собирающих и рассеивающих линз.

Мы рассмотрели две линзы: двояковыпуклую линзу, которая является собирающей, и двояковогнутую линзу, которая является рассеивающей. Существуют и другие примеры собирающих и рассеивающих линз.

Полный набор собирающих линз представлен на рис. 7 .

Помимо известной нам двояковыпуклой линзы, здесь изображены:плосковыпуклая линза, у которой одна из поверхностей плоская, и вогнуто-выпуклая линза, сочетающая вогнутую и выпуклую граничные поверхности. Обратите внимание, что у вогнуто-выпуклой линзы выпуклая поверхность в большей степени искривлена (радиус её кривизны меньше); поэтому собирающее действие выпуклой преломляющей поверхности перевешивает рассеивающее действие вогнутой поверхности, и линза в целом оказывается собирающей.

Все возможные рассеивающие линзы изображены на рис. 8 .

Наряду с двояковогнутой линзой мы видим плосковогнутую (одна из поверхностей которой плоская) и выпукло-вогнутую линзу. Вогнутая поверхность выпукло-вогнутой линзы искривлена в большей степени, так что рассеивающее действие вогнутой границы преобладает над собирающим действием выпуклой границы, и в целом линза оказывается рассеивающей.

Попробуйте самостоятельно построить ход лучей в тех видах линз, которые мы не рассмотрели, и убедиться, что они действительно являются собирающими или рассеивающими. Это отличное упражнение, и в нём нет ничего сложного - ровно те же самые построения, которые мы проделали выше!

Кто не знает обычного увеличительного стекла, похо­жего на зёрнышко чечевицы. Если такое стекло - его назы­вают также двояковыпуклой линзой - поме­стить между каким-либо предметом и глазом, то изображе­ние предмета кажется наблюдателю увеличенным в не­сколько раз.

В чём секрет такого увеличения? Чем объяснить, что предметы, если смотреть на них через двояковыпуклую линзу, кажутся нам больше своей действительной величины?

Чтобы хорошо понять причи­ну этого явления, надо вспом­нить о том, как распространяются лучи света.

Повседневные наблюдения убе­ждают нас в том, что свет распро­страняется прямолинейно. Вспом­ните, например, как иногда солн­це, скрытое облаками, пронизы­вает их прямыми, ясно видимыми пучками лучей.

Но всегда ли лучи света пря­молинейны? Оказывается, не всегда.

Проделайте, например, такой опыт.

В ставне, плотно прикрывающем окно вашей комнаты, сделайте Рис. 6< прямолинейный

Небольшое отверстие. Луч света, луч света, попав в дру -

Пройдя сквозь это отверстие, «про - гую среду -В воду, ИЗ -

Чертит» в тёмной комнате прямо - меняет своё направление,

Г « и 1 преломляется,

Линейный след. Но поместите на к

Пути луча банку с водой, и вы увидите, что луч, попав в воду, изменит своё направление, или, как говорят,"прело­мится (рис. 6).

Таким образом, преломление световых лучей можно наблюдать тогда, когда они попадают в другую среду. Так, пока лучи идут в воздухе, они прямолинейны. Но как только на их пути встречается какая-то другая среда, например вода, свет преломляется.

Вот такое же преломление испытывает луч света и в том случае, когда он проходит через двояковыпуклое увеличи­тельное стекло. При этом линза собирает световые лучи
в узкий заострённый пучок (этим, кстати сказать, и объяс­няется то, что с помощью увеличительного стекла, собираю­щего лучи света в узкий пучок, можно на солнце поджечь папиросу, бумагу и пр.).

Но почему же линза увеличивает изображение предмета?

А вот почему. Посмотрите невооружённым глазом на какой-нибудь предмет, например на лист дерева. Лучи света отражаются от листа и сходятся в вашем глазу. Теперь поместите между глазом и листом двояковыпуклую линзу. Световые лучи, проходя через линзу, будут преломляться (рис. 7). Однако человеческому глазу они не кажутся лома­ными. Наблюдатель попрежнему ощущает прямолинейность лучей света. Он как бы продолжает их дальше, за линзу (см. пунктирные линии на рис. 7), и предмет, наблюдаемый через двояковыпуклую линзу, кажется наблюдателю увели­ченным!

Ну, а что произойдёт, если лучи света, вместо того, чтобы попасть в глаз наблюдателя, будут продолжены

Дальше? После пересечения в одной точке, называемой фокусом линзы, лучи вновь разойдутся. Если на их пути поставить зеркало, мы увидим в нём увеличенное изображение того же листа (рис. 8). Однако оно предста­вится нам уже в перевёрнутом виде. И это вполне понятно. Ведь после пересечения в фокусе линзы световые лучи идут дальше в том же прямолинейном направлении. Есте­

Ственно, что при этом лучи от верхушки листа направляются вниз, а лучи, идущие от его основания, отразятся в верхней части зеркала.

Вот это свойство двояковыпуклой линзы - способность собирать лучи света в одной точке - и используется в фотографическом аппарате.