Отражения от поверхностей очковых линз Отражение от

Отражения от поверхностей очковых линз

Отражение от поверхностей очковых линз Свет отражается от полированных поверхностей очковых линз так же как и от плоской либо изогнутой зеркальной поверхности.

Блики и отраженный свет В определенных условиях блики и отраженный свет могут раздражать как человека носящего очки так и окружающих.

Многослойные просветляющие покрытия Специальные многослойные просветляющие покрытия могут свести эти блики практически на нет.

Попробуем обсудить механизм и причины возникновения отражений, а также то, какими способами можно уменьшить количество отраженного света без помощи просветляющих покрытий

Механизм вторичных изображений, которые видит человек носящий очки Каким бы ни было освещение, свет будет отражаться от поверхности очковых линз, и возникнут вторичные изображения источников света, расположенных перед линзами. К счастью, эти изображения обычно практически незаметны, если нет 3 условий для их возникновения

Зависимость интенсивности вторичного изображения от углов падения и преломления Интенсивность вторичного изображения зависит от угла падения световых лучей на поверхность линзы и от показателя преломления линзы

Коэффициенты отражения для различных сред при нормальном падении световых лучей Таблица 1 Среда Показатель преломления Коэффициент отражения, % Вода 1, 333 2, 04 Слеза 1, 338 2, 09 CR-39 1, 498 4, 00 Крон 1, 523 4, 30 Тяжелый флинт 1, 701 6, 72 Особо тяжелый флинт 1, 800 8, 16 Алмаз 2, 420 17, 24

Отражение на границе раздела воздух / стекло ( n = 1, 5) На графике видно, что для больших углов падения коэффициент отражения резко увеличивается. Хорошо известно, что обыкновенное стекло, если его наклонить, и при дневном свете можно использовать как зеркало.

Зависимость коэффициента отражения от угла падения света на границу раздела воздуха и среды с показателем преломления 1, 5 При малых значениях угла падения и угла преломления отраженные составляющие для плоскости падения (p. A) и перпендикулярной ей (p. B) равны Для малых углов падения коэффициент отражения определяется уравнением p = (n – 1)2 / (n + 1)2.

При определенных углах падения коэфициент отражения в плоскости падения становится равным 0

Интенсивность вторичных изображений для материалов с различными показателями преломления Таблица 2 Показатель преломления Интенсивность вторичных изображений для материалов с различными показателями преломления, % 1 2 3 4 5 1, 500 0, 15 0, 08 4, 00 3, 69 1, 523 0, 17 0, 09 0, 08 4, 30 3, 94 1, 600 0, 25 0, 11 0, 10 5, 33 4, 77 1, 700 0, 39 0, 14 0, 12 6, 72 5, 85 1, 800 0, 56 0, 17 0, 14 8, 16 6, 88 При увеличении показателя преломления интенсивность возрастает

Когда отраженный свет является плоскополяризованным Когда отражение в плоскости падения отсутствует, отраженный свет является плоско поляризованным.

Интенсивность отраженного изображения Когда обыкновенный, не поляризованный свет отражается от полированной поверхности очковой линзы, он становится линейно поляризованным

Принцип использующийся в поляризационных фильтрах Поляризационные фильтры, вертикальном положении оси поляризации поглощают отраженную составляющую, , что приводит к исчезновению отраженного света.

Возникновение множественных вторичных изображений

Отражения I типа отражения от обеих внутренних поверхностей линзы Поскольку вторичное изображение хорошо видно лишь тогда, когда отражательная сходимость равна оптической силе линзы, становится очевидным, что данное условие выполнимо только для линз с нулевой рефракцией. Подобное явление часто возникает при ношении солнцезащитных очков с нулевой оптической силой, особенно затемненных, поскольку солнцезащитные линзы снижают освещенность и в поле зрения возникает вторичное изображение источника света, например солнца

Отражения I типа отражения от обеих внутренних поверхностей линзы Показатель преломления Интенсивность вторичных изображений для материалов с различными показателями преломления, % 1 2 3 4 5 1, 500 0, 15 0, 08 4, 00 3, 69 1, 523 0, 17 0, 09 0, 08 4, 30 3, 94 1, 600 0, 25 0, 11 0, 10 5, 33 4, 77 1, 700 0, 39 0, 14 0, 12 6, 72 5, 85 1, 800 0, 56 0, 17 0, 14 8, 16 6, 88 Вторичное отражение этого типа мешает больше всего, несмотря на низкое значение интенсивности приведенное в таблице 2 (из 5 возможных вторичных отражений данное имеет третье значение по интенсивности). Однако нельзя забывать, что глаз человека хорошо улавливает любой источник света, находящийся в поле зрения

Вторичное изображение I типа возникает не только на линзах с нулевой оптической силой, его могут замечать люди с миопией слабой степени и хорошей аккомодацией, так как нечеткое световое пятно в поле зрения привлекает внимание. Глазу достаточно произвести аккомодацию и вторичное изображение станет четко видно.

Вторичное изображение I типа Полное внутреннее отражение в призме C – отраженное (вторичное) изображение D – основное изображение

Третье условие видимости вторичного изображения I типа его расположение в поле зрения. Вторичное изображение должно возникать рядом с изображением наблюдаемого объекта, но не перекрывать его.

Например: Рассматривая ярко светящуюся точку через плоскую призму с призматической силой 0, 5 или 1 пр. D, в затемненной комнате с отключенными другими источниками освещения, можно четко увидеть вторичное изображение источника света. Оно всегда будет смещено к вершине призмы.

Чем меньше призматическая сила, тем ближе к реальному изображению источника будет находиться вторичное изображение. В плохо отцентрированных очковых линзах подобное призматическое действие будет вызывать немалый дискомфорт.

Большая призма сильно смещает вторичное изображение со зрительной оси, а небольшая призма, наоборот, смещает его в зону видимости основного изображения, что нежелательно.

Вторичные изображения I типа часто наблюдаются теми, кто носит очки с линзами низкой оптической силы с небольшой призматической коррекцией. В подобных случаях необходимо наносить на линзы просветляющие покрытия.

Таким образом, сходимость вторичного изображения I типа зависит от оптической силы линзы и показателя преломления материала. Форма либо расположение линзы на сходимость никак не влияют. Если вторичное изображение I типа очень мешает человеку, то единственное, что остается, - это нанести на линзы просветляющее покрытие

Отражения от яркого источника света перед линзой Отражения II типа изображения возникают из-за отражения лучей света от роговицы глаза и задней поверхности линзы

Отражения II типа Источники вторичных изображений II типа (изображение Пуркинье № 1)

Отражения III типа изображения возникают из-за отражения лучей света от роговицы глаза и передней поверхности линзы

Отражения III типа Таблица № 2 Показатель преломления Интенсивность вторичных изображений для материалов с различными показателями преломления, % 1 2 3 4 5 1, 500 0, 15 0, 08 4, 00 3, 69 1, 523 0, 17 0, 09 0, 08 4, 30 3, 94 1, 600 0, 25 0, 11 0, 10 5, 33 4, 77 1, 700 0, 39 0, 14 0, 12 6, 72 5, 85 1, 800 0, 56 0, 17 0, 14 8, 16 6, 88 Согласно табл. № 2 это наименее яркое из всех типов отражений Вторичное изображение III типа как правило наблюдается только у линз с высокими значениями положительных рефракций.

Отражения III типа Источники вторичных изображений II типа (изображение Пуркинье № 1) При оценке вторичного изображения III типа всегда следует учитывать двойное отражение от задней поверхности линзы

Возникновение вторичных изображений от источников света расположенных за линзой

вторичное изображение IV типа При сильном освещении за линзой возникают вторичные изображения из-за лучей света, отраженных, например, от глаза или лица человека и внутренней поверхности линзы

Данное вторичное изображение является наиболее ярким из всех типов изображений. Несмотря на это, в реальных условиях блики от источников света , расположенных за линзой, являются самыми маловероятными, поскольку обычно перекрываются головой. В современных очковых линзах вышеприведенное условие может проявляться в двух случаях:

В первом случае линза должна быть достаточно велика, чтобы на нее могли попасть лучи света от находящихся за спиной далеко расположенных источников, а величина сходимости должна равняться нулю. Это будет наблюдаться у линзы с высоким значением положительной рефракции, например + 12, 00 Д с базой – 3, 00 Д, а также в современных асферических линзах относительно невысоких рефракций, например + 6, 00 Д с базой – 1, 50 Д, либо + 4, 00 Д с базой – 1, 00 Д и так далее.

Вторичное изображение IV типа Второй случай в котором вторичное изображение IV типа может быть замечено человеком, - это когда его лицо ярко освещено, например в солнечный день на улице либо в помещении, если человек сидит за столом с настольной лампой освещающей лицо. Например, позади линзы на расстоянии 20 мм находится объект, освещенный так ярко, что может рассматриваться как вторичный источник света Это справедливо для плоско-вогнутой линзы со значением рефракции – 10, 00 Д, для линзы – 8, 00 Д с силой задней поверхности – 10, 50 Д и так далее.

Естественно, людям вряд ли понравится подобным образом наблюдать собственные глаза. Коэффициенты пересчета для силы задней поверхности линз из материалов с различными показателями преломления приведены в таблице. Когда вторичное изображение IV типа очень мешает, его можно свести на нет изменив форму линзы или нанеся просветляющее покрытие. Однако если линзы достаточно большого диаметра, вторичные изображения IV и V типов могут очень мешать человеку

вторичное изображение V типа при сильном освещении за линзой возникают вторичные изображения из-за лучей света, отраженных, например, от глаза или лица человека и наружной поверхности линзы

Возникновение бликов мешающих окружающим видеть глаза человека при фотографировании или использовании сильных источников освещения (например в телестудии)

Определение типа вторичного изображения