Aby zapewnić swoim klientom doskonałe widzenie również w okularach do pływania, należy w doborze mocy soczewek korekcyjnych uwzględnić wyższy współczynnik załamania światła w wodzie niż w powietrzu. Obecnie produkowane soczewki okularowe mają konstrukcję meniskową, jaką tworzy przednia powierzchnia dodatnia i tylna ujemna. Ze względu na fakt, że tylna powierzchnia nie ma styczności z wodą - jej moc nie ulegnie zmianie. Zmieni się natomiast moc przedniej powierzchni.
Jak obliczyć moc soczewki?
Możemy uprościć obliczenia zakładając, że mamy do czynienia z soczewką cienką, której grubość
d -> 0, wówczas jej moc (P) jest sumą dwóch powierzchni: przedniej i tylnej:
Jeśli używamy tradycyjnych okularów korekcyjnych, a soczewka umieszczona jest w powietrzu, moc powierzchni przedniej i tylnej wyraża się odpowiednio wzorami:
gdzie rl i r2 są promieniami tych krzywizn, a n to współczynnik załamania.
Rozważmy przypadek osoby z korekcją o mocy -3,00D. Przykładowo, soczewka meniskową jest wykonana w taki sposób, że moc jej przedniej powierzchni wynosi PI = +1,000, a tylnej P2 = -4,OOD. Tak jak zostało wcześniej wspomniane, powierzchnia tylna nie zmieni swojej mocy ze względu na brak kontaktu z wodą. Natomiast, aby wyliczyć właściwą moc krzywizny przedniej, należy przekształcić wzór na moc optyczną pojedynczej powierzchni łamiącej i wyznaczyć promienie krzywizny takiej soczewki (gdzie współczynnik załamania n soczewki= 1,50 dla przykładowego materiału CR-39, n wody= 1,33):
Jeżeli powyższą soczewkę zamontujemy w okularach do pływania, jej moc pod wodą wyniesie:
Całkowita moc soczewki w wodzie:
Aby moc powyższej soczewki pod wodą wynosiła -3,00, musimy skrócić promień przedniej powierzchni:
Tak przeliczona soczewka o skróconym promieniu przedniej powierzchni, w powietrzu będzie miała moc:
Wiemy już więc, że soczewka, jaką musimy zamówić, powinna mieć krzywiznę przednią o mocy PI = +3.00D, przy czym moc tylnej krzywizny pozostaje bez zmian, a więc P2 = -4,000D.
Zachowanie soczewki pod wodą
Soczewki z mocą ujemną po zanurzeniu w wodzie stają się „mocniejsze", odwrotnie jest w przypadku soczewek dodatnich, które stają się „słabsze". Natomiast soczewki płasko-wklęsłe po zanurzeniu w wodzie nie będą zmieniać swojej mocy.
Podziękowania
Dziękujemy firmie Hayne Polska za możliwość publikacji tych wskazówek.
OPTYKA 2(51)2018