《近視眼鏡越戴越近視的基本原理分析》

《近視眼鏡越戴越近視的基本原理分析》

中國科普作家 余武隆

據(jù)官方數(shù)據(jù)，中國近視人口已超過7億，全國14億人口過半數(shù)是眼疾患者！有關(guān)不同年齡段近視率的數(shù)據(jù)，不論是官媒和還是自媒體比比皆是，不再贅述。本文重點(diǎn)關(guān)注一個(gè)幾乎沒有人提及但又是不得不引起高度重視的問題，為何近視率如此高？為何近視眼鏡不能阻止近視進(jìn)一步惡化？現(xiàn)實(shí)是近視眼鏡越戴越近視，為何？本文重點(diǎn)就近視眼鏡越戴越近視的基本原理進(jìn)行分析。

首先，對于所有戴眼鏡的人來說，鏡片的質(zhì)量最重要，那么決定鏡片質(zhì)量的主要是“透光率”和“阿貝數(shù)”兩個(gè)參數(shù)，由于透光率、阿貝數(shù)與折射率緊密相關(guān)，所以，我們也會介紹“折射率”的概念。

什么是透光率？是表示光線透過介質(zhì)的能力，是光線透過透明或半透明體的光通量與其入射光通量的百分率。假束平行單色光通過均勻、無散射的介質(zhì)時(shí)，光的一部分被吸收，一部分透過介質(zhì)，還有一部分被介質(zhì)表面反射。透光率可以表示電子屏等顯示設(shè)備等的透過光的效率，它直接影響到手機(jī)等觸摸屏的視覺效果，這一點(diǎn)將在另一篇文章里涉及。

什么是阿貝數(shù)？“阿貝數(shù)”是德國物理學(xué)家恩斯特·阿貝發(fā)明的物理量，也稱“色散系數(shù)”，是用來衡量透明介質(zhì)的光線色散程度。阿貝數(shù)就是用以表示透明介質(zhì)色散能力的指數(shù)。一般來說，介質(zhì)的折射率越高，色散越嚴(yán)重，阿貝數(shù)越?。环粗?，介質(zhì)的折射率越低，色散越輕微，阿貝數(shù)越大。阿貝數(shù)是選購鏡片的參考因素之一。目前，人眼用的光學(xué)鏡片材料阿貝數(shù)一般在30到60之間。供人佩戴的鏡片阿貝數(shù)不應(yīng)該低于30，否則明顯的色散現(xiàn)象會讓佩戴者視覺模糊，進(jìn)而可能產(chǎn)生不適現(xiàn)象。

衡量人佩戴眼鏡的鏡片質(zhì)量，透光率和阿貝數(shù)最關(guān)鍵，因?yàn)殓R片的透光率和色散系數(shù)直接影響清晰度和色彩還原。影響鏡片質(zhì)量除了透光率和阿貝數(shù)還有材料、設(shè)計(jì)、膜層等多種因素，但是本文重點(diǎn)分析透光率和阿貝數(shù)，由于膜層與透光率緊密相關(guān)連，所以本文也與透光率一起分析與透光率的關(guān)系和原理。

什么是折射率？折射率是光在真空中的傳播速度與光在該介質(zhì)中的傳播速度之比。材料的折射率越高，使入射光發(fā)生折射的能力越強(qiáng)。折射率越高，鏡片越薄，即鏡片中心厚度相同，相同度數(shù)同種材料，折射率高的比折射率低的鏡片邊緣更薄。折射率與介質(zhì)的電磁性質(zhì)密切相關(guān)。根據(jù)經(jīng)典電磁理論，εr和μr分別為介質(zhì)的相對電容率和相對磁導(dǎo)率。折射率還與頻率有關(guān)，稱色散現(xiàn)象。光由相對光密介質(zhì)射向相對光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角，即可發(fā)生全反射。與電磁相關(guān)專業(yè)知識在本文不展開。

首先從鏡片材料分析折射率與透光率的關(guān)系。原理上，折射率越高透光率越低，反之折射率越低透光率就越高。舉例說明：1.499折射率的樹脂鏡片與1.523折射率的玻璃鏡片在不加膜也不做表面處理時(shí)透光率約90%；1.56折射率的亞克力鏡片不加膜不做表面處理時(shí)透光率約78%；1.56折射率的非亞克力類鏡片的透光率約82%；1.6折射率以上不加膜且不做表面處理的鏡片透光率只有75%左右；1.67折射率的鏡片透光率只有62%左右；1.71折射率的透光率只有58%；1.61折射率玻璃無底色透明無加膜的鏡片透光率在85%左右；1.523折射率玻璃加膜白片的鏡片透光率可以高達(dá)97%以上。

從原理上分析，阿貝數(shù)越低，其透光率也越低。由于折射率與阿貝數(shù)直接對透光率產(chǎn)生影響，1.6以上折射率無加膜不做表面處理的鏡片，清晰度下降十分明顯，由于看不清楚而導(dǎo)致嚴(yán)重視覺疲勞，所以在市場上幾乎沒有1.6折射率沒有加膜處理的塑料鏡片。為了增加鏡片的透光率，正規(guī)銷售的鏡片都會加膜，膜的名稱有“減反射膜”、“防反光膜”或“增透膜”等。“鏡片透光率表示圖”中光線通透量跟鏡片的反光能力成反比，前表面反光再加后表面內(nèi)反光，這些反光在鏡片內(nèi)還會再反光，所以不加增透膜的鏡片，在看物體時(shí)，就會出現(xiàn)反光點(diǎn)，反光點(diǎn)會影響視力的清晰度與光感靈敏度。鏡片加增透膜后透光率都在90%以上，相當(dāng)一部分達(dá)到95%，質(zhì)量好的增透膜透光率最多可達(dá)到98%。

如前所述，沒有加增透膜的鏡片，看到從后面過來的光線在鏡片上反光，會有閃光點(diǎn)在前面閃爍，嚴(yán)重影響視覺效果。如“鏡片后表面加增透膜的必要性”圖所示，在太陽下，此現(xiàn)象會更明顯。所以好的太陽鏡后表面都做加膜處理，如此可以防止后面來的光線產(chǎn)生反光對眼睛的傷害，增加眼睛的舒適度與減少光線干擾，看到的物象會更真實(shí)更清晰。對于“屈光不正”矯正的鏡片來說，前后都加增透膜同樣很重要，因?yàn)榧釉鐾改ず笄懊娴墓饩€與后面的光線都不會影響到成像質(zhì)量，眼睛的舒適度也就得到大大提高，看物體時(shí)變得更加清晰與真實(shí)。所以建議配眼鏡或是選鏡片時(shí)，都選擇前后都有增透膜的鏡片，原則上選擇多層復(fù)合增透膜的鏡片則更好。

再做一個(gè)形象對比分析，選擇多層復(fù)合增透膜的鏡片猶如專業(yè)攝影用多層鍍膜鏡頭，多層鍍膜專業(yè)鏡頭上都會標(biāo)示MC=Multi Coated，所以專業(yè)鏡頭拍照質(zhì)量肯定好、因?yàn)樯蔬€原好。但是對于專業(yè)攝影師，為了盡可能保證作品的還原性好和解析度高，在創(chuàng)作拍攝時(shí)一般都會將UV鏡等光學(xué)鏡片去掉，因?yàn)槊吭黾右粚隅R片對成像質(zhì)量都有損傷。所以，人眼猶如照相機(jī)專業(yè)鏡頭，UV鏡等鏡片猶如眼鏡，只要戴上眼鏡，不論鏡片質(zhì)量多好，都不可能100%透光和100%還原色彩，也不可能100%消除復(fù)雜的反光，所以無論從哪個(gè)角度分析，鏡片對視力必然造成不同程度的不良影響或損傷。

在沒有精密檢測設(shè)備時(shí)，可以用一種簡易方法檢驗(yàn)鏡片增透膜的質(zhì)量，這里以日光燈在鏡片上的反光為例，如“反光量”圖所示，左圖是沒有加增透膜的鏡片，其反光量十分大；中圖是普通增透膜的鏡片，其反光量相對小些；右圖是品質(zhì)好的增透膜的鏡片，其反光量極小，幾乎看不出反光，這就充分說明右圖的鏡片增透膜的質(zhì)量好。在專業(yè)攝影中主要加用偏振鏡消除反光，廣告和靜物攝影中還會用反光濟(jì)等手段，原理是一樣的。鏡片的增光膜也有偏振的作用，所以能有效消除反光，但不能絕對消除反光。

為了增加透光率，減少反光量，就必須采用多層加膜技術(shù)，超級光譜加膜技術(shù)可以做到十層以上的加膜處理，其透光率明顯增加，反光量也最大限度減少。如圖所示，以玻璃鏡片的前表面為例，阿貝數(shù)58，沒有加膜，光譜從380波長到700波長的光線反光量為4%；做單層增透膜處理，反光量為2.8%；加增透膜十層以上，多層超級光譜加膜技術(shù)處理，反光量只有0.9%。所以多層加增透膜的鏡片，透光率最好。由于鏡片是前后兩個(gè)表面，所以前后都加多層增透膜十分必要，如前后都沒有加膜處理，那么透光率肯定低。國產(chǎn)鏡片透光率最高可達(dá)97%以上，所以，專業(yè)機(jī)構(gòu)建議選用加了多層增透膜且透光率在96%以上的鏡片。

根據(jù)國家規(guī)定，幾大類眼鏡鏡片的透光率標(biāo)準(zhǔn)分別為：白片透光率89%、克斯片85%、克塞片85%、PC85-91%、光白鏡片92%、塑膠鏡片79%、樹脂片89-92%、鍍膜片98%。

鏡片變質(zhì)問題一樣要引起重視，由于鏡片長時(shí)間暴露在空氣中會因氧化導(dǎo)致發(fā)黃，再就是佩戴過程中人為造成鏡片磨損，這兩個(gè)因素都會導(dǎo)致鏡片的清晰度和透光率降低，長期佩戴這種眼鏡肯定會對眼睛造成危害。所以需對鏡片定期更換，時(shí)刻注意鏡片的透光率十分重要。從科學(xué)的角度，即使達(dá)到97%以上透光率的鏡片，在長期佩戴過程中對眼睛多少都是有傷害的。

總結(jié)：近視眼鏡不論質(zhì)量好與壞、價(jià)格貴與賤，不可能阻止近視度數(shù)增加，更不可能越戴越好，只不過是不同質(zhì)量的鏡片導(dǎo)致近視度數(shù)不斷增加的速度快慢而已，所以通過做基本原理分析后的結(jié)論是，近視眼鏡只會越戴越近視！再就是近視眼鏡與到各種發(fā)亮的電子屏組合后，使得血肉組成的脆弱的人的眼睛更是不堪侵襲，是導(dǎo)致近視率快速提高的主要原因，敬請繼續(xù)關(guān)注《電子屏與近視眼鏡組合式攻陷視覺防線的基本原理分析》。

全息生物微波眼鏡、冷敷凝膠、中醫(yī)穴位按摩等成果經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，對近視、遠(yuǎn)視、弱視、散光、老花甚至白內(nèi)障都有不同的調(diào)理和治療效果，而且效果顯著，這為眼疾患者帶來了福音，也為全體國民保護(hù)眼睛健康提供了可靠的保障，相關(guān)內(nèi)容敬請關(guān)注《全息生物微波眼鏡保護(hù)和恢復(fù)眼睛健康的科學(xué)原理》等科普文章和信息。作者認(rèn)為不論多好的治療和調(diào)理方案，都不如掌握正確的用眼方法，保持健康的用眼習(xí)慣，真正擁有一雙自然健康的眼睛好！

愿天下無近視！愿天下沒眼疾！愿所有人眼中的世界永遠(yuǎn)光明清晰！

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