ضریب شکست در عدسی چیست؟

پارامترهای مختلفی برای توصیف عدسی عینک وجود دارد. عدسی عینک به عنوان یک کالای طبی دارای ویژگی‌های فنی خاصی است که می‌توان با آن‌ها متوجه کیفیت و قابلیت‌های عدسی شد. هر پارامتر بیانگر یکی از ویژگی‌های عدسی است. یکی از مهم‌ترین این پارامترها، ضریب شکست یا ایندکس عدسی است. اگر عینکی هستید یا برای اولین بار قصد تهیه عینک طبی را دارید داشتن اطلاعات در خصوص ضریب شکست عدسی عینک، ویژگی هر ضریب شکست و تفاوت آن‌ها با هم بسیار کمک کننده خواهد بود. پس با ما همراه باشید.

ضریب شکست چیست؟

نور با عبور از محیط‌های مختلف دچار شکست در مسیر خود می‌شود. یکی از تجربه‌های ملموس این واقعیت، دیدن تصویر یک جسم مثل مداد در شیشه آب است. حتما مشاهده کرده‌اید که تصویر بخشی از مداد که در آب است با تصویر مداد بیرون از آب متفاوت است. به نظر می‌رسد که مداد کج شده یا شکسته شده است. در این مثال، سرعت نور در داخل آب با سرعت آن در هوا متفاوت است و به همین دلیل نور در داخل آب می‌شکند و منحرف می‌شود. محیط‌های مختلف با مواد و غلظت‌های مختلف، سرعت نور را به میزان‌های متفاوت تغییر داده و مسیر آن را می‌شکنند. بالاترین سرعت نور در خلا است که نه هوایی و نه مایعی در جریان است.

ضریب شکست یا شاخص شکست یا ایندکس (Index) عدسی به واسطه متریال و مواد سازنده عدسی حاصل می‌شود. هر عدسی از یک ماده معدنی یا آلی ساخته شده است. عدسی‌های شیشه‌ای، پلاستیک CR 39، پلی کربنات و ترایوکس برخی از این عدسی‌ها هستند که دارای مواد متفاوت می‌باشند. ضریب شکست ماده عدسی عینک یک عدد نسبی برای مشخص کردن میزان شکستن (خم شدن) نور است. این شاخص به سرعت حرکت نور در ماده بستگی دارد. هر چه به واسطه ماده عدسی، سرعت نور کاهش یابد میزان خم شدن آن هم بیشتر می‌شود.

ضریب شکست ماده عدسی، حاصل تقسیم سرعت نور در خلا بر سرعت نور در ماده عدسی است. به عنوان مثال ضریب شکت عدسی پلاستیک CR 39 مقدار ۱.۴۹۸ (به اختصار ۱.۵) می‌باشد. این مقدار به این معنی است که نور از طریق این متریال پلاستیکی تقریبا ۵۰ درصد کندتر نسبت به خلا عبور می‌کند.

هرچه ضریب شکست یک ماده بیشتر باشد، نور با سرعت کمتری در آن حرکت می‌کند که نتیجه آن، خم شدن یا شکستن بیشتر پرتوهای نوری است.

ضریب شکست به چه عواملی بستگی دارد؟

اصلی‌ترین عامل تعیین‌کننده ضریب شکست عدسی، متریال عدسی یا ماده سازنده آن است. خصوصیات متریال عدسی از جمله غلظت، توان شکست نور و … تعین کننده ضریب شکست هر ماده عدسی می‌باشد.

در گذشته شیشه یکه تاز عدسی در صنعت عینک بود. ضریب شکست شیشه ۱.۵۲ است. از این عدسی برای نمرات پایین تا بالا استفاده می‌شد. احتمال شکستن شیشه و وزن بالا از معایب اصلی شیشه بود. سپس با معرفی عدسی پلاستیک CR 39 عدسی‌های سبک‌تر روانه بازار شدند و عصر عدسی‌های پلاستیکی شروع شد. انواع عدسی‌های پلاستیکی ساخته شده از پلیمرهای پلاستیکی، رزین و پلی کربنات جایگزین شیشه در صنعت اپتیک شدند. اما این عدسی‌ها هم در نمرات بالا دارای ضخامت زیاد و وزن سنگین‌تر بودند. با افزایش تقاضا برای عدسی‌های با فشردگی بالاتر، کمپانی‌های تولید متریال عدسی دست به تحقیق و ساخت متریال عدسی خاص با ضریب شکست بالا کردند. شرکت میتسوئی چمیکال ژاپن یکی از کمپانی‌های پیشرو در تولید متریال عدسی با ضریب شکست بالا است. از سال ۱۹۸۷ این کمپانی با تولید متریال‌های نیمه فشرده و فشرده (ضریب شکست متوسط و بالا) خدمت شگرفی در راستای ارائه عدسی‌های با ضریب شکست بالا به صنعت اپتیک نموده است. این عدسی‌ها در نمرات بالا دارای وزن کمتر و ضخامت نازک‌تر هستند. انواع متریال‌های MR ساخت این شرکت امروزه در عدسی‌های نیمه فشرده و فشرده برندهای معتبر عدسی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

رابطه بین ضریب شکست نور و میزان و نوع ماده عدسی نسبت مستقیم دارد. به عبارت دیگر برای یک قدرت عدسی مشخص که از ماده با ضریب شکست بالا ساخته شده است، این عدسی نازک‌تر از عدسی ساخته شده با ماده با ضریب شکست پایین خواهد بود. بنابراین در مورد طراحی و ساخت عدسی پلاستیکی با یک نمره مشخص، عدسی ساخته شده از پلاستیکCR 39 ضخیم ترین لنز موجود و عدسی پلاستیکی با ایندکس ١.٧٦ باریک ترین یا نازک ترین عدسی خواهد بود. ضریب شکست مواد فعلی عدسی عینک از ۱.۴۹۸ (پلاستیک CR39) تا ۱.۷۶ (عدسی ایندکس بالای توکای) است.

انواع فشردگی عدسی

عدسی عینک از نظر فشردگی به سه دسته کلی تقسیم می‌شود:

1.   عدسی‌های با فشردگی پایین یا ایندکس پایین ( ۱.۴۹ تا ۱.۵): در این دسته عدسی پلاستیک CR 39 با ضریب شکست ۱.۵ قرار دارد.

2.   عدسی‌های با ضریب شکست متوسط (۱.۵۴ تا ۱.۶): در این دسته عدسی‌های پلی کربنات (۱.۵۸)، ترایوکس (۱.۵۳) و MR 8 (۱.۶) قرار دارند.

3.   عدسی‌های با ضریب شکست بالا (ضریب شکست‌های بالاتر از ۱.۶۴): در این دسته عدسی‌های فشرده با ضریب شکست ۱.۶۷، ۱.۷۴ و ۱.۷۶ قرار دارند.

هر کدام از این ضریب شکست‌ها برای محدوده خاصی از نمره چشم ایده‌آل هستند. به عنوان مثال برای نمره چشم کمتر از ۲ دیوپتر، عدسی‌های با ضریب شکست پایین گزینه ایده آل هستند. زیرا در عین داشتن ضخامت کم و وزن سبک، شفافیت دید بالایی دارند.

در نظر داشته باشید که هر چه ضریب شکست عدسی بالاتر باشد، به علت وجود ابیراهی‌ها و انحراف‌های نور، احتمال کاهش شفافیت و وضوح دید وجود دارد. به همین علت ضریب شکست بالا برای هر نمره‌ای توصیه‌ای نمی‌شود. استفاده از عدسی‌های با ضریب شکست بالا فقط باید در نمرات بالا و نمره مناسب با هر ضریب شکست توصیه گردد.

انتخاب فریم مناسب نیز می‌تواند بر انتخاب عدسی نهایی و ضریب شکست آن تاثیر بگذارد. برای مثال در نمرات متوسط می‌توانید با انتخاب فریم مناسب، از عدسی‌های با ضریب شکست متوسط یا حتی پایین استفاده کنید و مجبور نباشید که عدسی با ضریب شکست بالا سفارش دهید. زیرا شکل و اندازه فریم در ساخت عدسی و ظاهر نهایی عینک بسیار تاثیر گذار است.

راهنمای جامع انتخاب عدسی‌های عینک بر اساس ضریب شکست

انتخاب ضریب شکست مناسب بخش بسیار مهمی در فرآیند ساخت عینک طبی است. ضریب شکست عدسی بر أساس نمره نسخه فرد و فریم انتخاب شده، انتخاب می‌گردد. به عنوان مثال در فریم‌های زیر نخ یا ریملس که بهتر است از عدسی‌ها دیر شکن یا نشکن استفاده شود، ضریب شکست‌های ۱.۶ و ۱.۵۷ انتخاب می‌شوند.

بر أساس دسته بندی قبلی که در خصوص أنواع ضریب شکست داده شد، راهنمای زیر برای مناسب بودن هر ضریب شکست برای نمرات عینک داده می‌شود:

سخن پایانی

ضریب شکست عدسی یکی از پارامترهای بسیار مهم در انتخاب عدسی عینک است. ضریب شکست عدسی تعیین کننده ضخامت، وزن و شفافیت دید با عدسی عینک است. به همین دلیل بخش مهمی از فرآیند مشاوره و انتخاب عدسی عینک، انتخاب ضریب شکست مناسب بر اساس نمره و فریم فرد است. دقت داشته باشید که انتخاب فریم نیز می‌تواند بر انتخاب ضریب شکست تاثیر بگذارد. به همین دلیل مشاوره دقیق و حرفه‌ای انتخاب عینک (فریم و عدسی) برای خرید یک عینک طبی ایده‌آل بسیار اهمیت دارد.

نویسنده: اپتومتریست زهره محمدی، کارشناس ارشد اپتومتری