光电子学与光子学（视光师相关的光学知识）

紫外线对我们有什么伤害啊？太阳镜是不是颜色越深防紫外线效果就越好？什么是折射率？什么又是阿贝数啊？这些问题我们在工作中经常被顾客问到，同时我们也发现有的镜片的折射率书上和厂家标注的不一致、验光中用到的红绿检测和Worth四点视标检测等检查方法，它们的原理又是什么呢，为什么顾客新配的眼镜总是感觉边缘有彩虹出现呢……，这些都和我们光学基础知识有密不可分的联系，那么什么是光，它在我们眼镜行业中有哪些应用呢，今天我们就使用光的基础知识解释工作中的一些疑惑。

众所周知,光是一种电磁波,具有波动和微粒的双重性,和其它所有的波一样,光波也具有波长,波长用λ表示，最常用的单位是纳米(nm),把光波按照波长从短到长的顺序进行排列就得到了光谱,研究发现光谱中随着波长由短到长依次出现ґ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波等，太阳光就是一个非常广的电磁光谱，几乎包含了我们所要研究的所有波长段。

1、什么是可见光？

可见光就是我们日常所说的光，不需借助任何仪器设备用肉眼就可以观察到的光，波长范围约在380nm—760nm之间，我们现在所说的透光率也是针对可见光而言，透光率就是指可见光的通过率。当所有可见光一起入射到眼睛时，我们就感知为白色，可见光中波长较长的光进入眼睛就会被感知为红色，波长较短的光进入我们眼睛就会被我们感知为紫色，当光波长从760nm到380nm的逐步减短时，依次就是红橙黄绿青蓝紫七种颜色，这也就是我们能看到五颜六色世界，我们人眼最敏感的是波长555nm左右呈现黄绿色的光波。

2、颜色是怎么来的, Worth四点视标检测的原理是什么？

光和颜色是一起出现的，没有光时也就没有了颜色，晚上光很暗时，即便是很敏感的黄色也不易被发现，不透明物体的颜色是因为反射光而来，红色的衣服就是当白色光入射时可以把红光反射出来，其它颜色的光波被透射或吸收。绿色的衣服就是当白色光入射时可以把绿光反射出来，其它颜色的光波被透射或吸收。透明物体的颜色是因为透射光而来，红色镜片可以让红色波长的光通过，其它颜色的光被反射或吸收，绿色镜片可以让绿色波长的光通过，其它颜色的光被反射或吸收。这就是Worth四点视标检测的原理，当进行检查时右眼前加红片，左眼前加绿片，右眼只能看到上方的菱形视标和下方的圆形视标，左眼只能看到左右十字型视标和下方的圆形视标，双眼同时注视时可以看到全部四个视标，若看不到上方菱形视标则右眼抑制，若看不到左右十字型视标则左眼抑制，若看到下方圆形视标呈横放置的椭圆型或分离的两个圆形视标则为双眼复视。

3、防紫外线一定要用UV400吗？

在光谱中100--380nm之间的电磁波称为紫外线，根据不同的生物效应紫外线又可以分为A、B、C三个不同的区段（如表1），紫外线对人体的伤害主要是皮肤和眼，对眼睛的伤害主要是角膜和晶状体。因为角膜上皮吸收紫外线的峰值波长为265nm，晶状体吸收紫外线的峰值波长为295nm，所以对眼睛而言UV—C主要伤害的是角膜，UV—B主要伤害的是晶状体。UV—A对眼睛的伤害较小，所以可以说防紫外线眼镜只要能阻止320nm以下的紫外线就可以起到保护眼睛角膜和晶状体的作用，当然也有报道说UV—A为玻璃体浑浊、老年黄斑变性的诱因之一，所以防紫外线最好是能UV380以上。

4、太阳镜片颜色越深防紫外线就越好吗？

很多人都认为镜片颜色的深浅与防紫外线性能成正比，但实际上二者之间却没有任何关系，因为镜片颜色深浅是指可见光的透光率，用肉眼就可以判断，而紫外线是肉眼不能观察到的，镜片防紫外线性能就只能通过特定的焦度计和光谱分析仪才能检测到，例如镀了减反射膜的PC镜片，透光率高达99%，防紫外线性能却也是几乎达到了100%。如果镜片不能防紫外线那么镜片颜色越深对眼睛的伤害就越大，因为在阳光下配戴颜色深的太阳镜瞳孔会因为对光反射而散大，镜片本身又不能防止紫外线的进入，这样单位面积的紫外线没有减少，而接受光线的瞳孔面积却增加了，所以进入眼睛的紫外线就增多了，就是说配戴不能防紫外线的深色太阳镜比不配戴太阳镜对眼睛的损害更大。

5、为什么折射率书上和厂家告诉我们的不一样呢？

光速就是指光在介质中传播的速度，在真空中不同的光波都以相同的速度传播，均是30万千米每秒，研究发现光在介质中传播速度的快慢直接反映了介质的折射率。我们可以使用公式n=c/v来计算所有介质的折射率，c为光在真空中的速度，v为光在介质中传播的速度，例如光线在某介质中传播的速度为20万千米每秒，那么用该光线测得的该介质的折射率n =30万千米每秒/20万千米每秒=1.5。又因为光线在介质（真空和空气除外）中传播时会因为波长不同而引起传播速度的不同，红光传播速度最快，紫光传播速度最慢，所以测量镜片折射率时使用不同波长的光线就可以得到不同的折射率，红光传播速度最快，所以测得镜片折射率最小，紫光传播速度最慢，所以测得折射率最大。所以我们必需人为的确定一个测量镜片折射率的波长，在中国和美国使用d线波长为587.56nm的黄光来测量镜片折射率，在日本和欧洲则使用e线波长为546.07nm 的绿光测量镜片折射率。教材多采用d 线折射率而欧洲和日本进口镜片多采用e线折射率，所以出现书上和厂家标注的折射率不同的现象也就可以理解了，例如PC镜片教材上折射率为1.586厂家标注为1.591就是这个原因。

6、阿贝数是什么，色散在验光中有用处吗？

早在1665年，牛顿就发现白光经过三棱镜能形成一个颜色按照一定顺序排列的五彩长条像，在此像前再放置一个棱镜，五彩的像又重新变成一束白光。今天我们知道这种白光通过三棱镜后发散成为从红光区延伸到蓝光区的现象就是色散现象，我们使用阿贝数来表示材料色散现象的大小，阿贝数越大色散就越小，阿贝数越小色散就越大。因为镜片存在色散现象，所以当白光平行与光轴入射镜片后，由于波长和速度的原因就会出现紫色光聚焦早，红色光聚焦晚，这种现象就是轴上色像差，人的屈光系统同样存在色像差，正视眼的色像差恰好黄光焦点落在视网膜上，绿光和红光焦点分别落在视网膜前后。所以进行红绿视标检测时会感觉清晰度相同。近视眼由于眼轴偏长，黄光焦点落在视网膜前，红光焦点比绿光更靠近视网膜，所以进行红绿视标检测时会感觉红色更清晰度。远视眼由于眼轴偏短，黄光焦点落在视网膜后，绿光焦点比红光更靠近视网膜，所以进行红绿视标检测时会感觉绿色更清晰度，这也就是红绿视标检测的原理所在了。

7、顾客告诉我新配的眼镜周边看到彩虹怎么办啊？

当光色散现象出现在镜片边缘时，戴镜者就会看到物体周边有彩色的环绕，这就是轴外色像差，原因就是镜片周边有棱镜存在，白色的光线经过镜片后由于波长不同所引起的偏折也不相同，视网膜不同位置感有不同颜色的光线聚焦，所以有了轴外色像差，这种彩色现象的大小和二个因素有直接的关系：镜片因素、配戴着的因素。镜片因素包括镜片阿贝数、镜片屈光度、镜片的设计形式，镜片阿贝数越大、屈光度越小镜片色散就越小，镜片的设计形式主要指球面还是非球面设计，一般非球面设计比球面设计的色散会更小一些。配戴着的因素主要是指配戴者对色散是否敏感，只有5%左右的人对这种色散敏感，更多的顾客不会发现这种周边色散的存在。当顾客主诉有这种色散情况那我们应该怎么办呢？首先是建议顾客适应，大约80%的顾客在配戴新眼镜7天内能适应这种色散，如果顾客不能适应或者不同意适应则要重新调整镜片或镜架，增大镜片的阿贝数、减少镜片的屈光度、改配非球面镜片、缩小镜眼距、减小镜片的大小都可以让顾客的色散现象变小！

镜片折射率越高越好吗？

镜片的折射率是决定配装眼镜边缘厚薄的重要参数，镜片屈光度、中心厚度、镜架大小和镜片移心量这些也都会对配装眼镜的边缘厚度起到重要作用，所以我们考虑配装眼镜周边厚度时要综合考虑上述各项，并非折射率高镜片就一定薄。再加上随着折射率的增加镜片的阿贝数、密度、透光率也都会发生改变，这些改变几乎都是随折射率增加配戴效果就越差，所以我们说对于低度的屈光不正，选择中低折射率的镜片就可以了，中高度数的屈光不正患者可以选择高折射率的镜片。