近视镜为什么是凹透镜-近视镜需凹透镜

镜腿为啥总喜爱往耳朵里钻?这可不是出于赶时髦,纯粹是出于物理规律在打架。 你想想,人走在路上,左右眼的距离大约有六厘米。当光线穿过空气进入眼时,要是没有中间那个凹透镜帮忙,物体在视网膜上的成像位置会比实际更靠前。
这就像是你站在聚光灯下,你的影子被拉得比真位置更远。结局就是,眼轴略微长一点要么角膜度数略微高一点,光线就“忒近了”,折射成像就会害得近视眼。 一般/平平眼镜就像个放大镜,把远处物体的像推得更近,像是在视网膜前强行凑个地方让你看清。而近视眼已经习惯了“忒近”的光线,想看远处的话,眼镜就得把像往外推得更远,就连推到视网膜上。
这时候,凹透镜登场了。它就像是给光线做减法,把平行光给弯了弯,让它们“跑”得更远一点。
这样一来,原本应当落在视网膜前成像的光线,目前反而能正好落在视网膜上了。
这就是凹透镜的核心秘密——它会让焦点向后移动。 实际上,凹透镜的形态挺早早就被古人观察到了。《本草纲目》里就记载过,医生用“长翳子”来治疗眼病,这个长翳子实际上就是制作凹透镜的一种容器。到了现代,我们最先发明的凹透镜是17 世纪荷兰眼镜制造商汉斯·利林(Hans Liren)做出来的,他利用这个工具,第一次成功地在镜片上做出了清楚的放大效果。
那时候的凹透镜还是用玻璃做的,后来才逐步被树脂和塑料取代,但凹透镜的“保鲜”设计一直没变。 要是换成凸透镜,那就彻底说不那会儿了。凸透镜会让光线会聚,把焦点往前拉。对于近视眼来说,这个操作简直是雪上加霜。
你想想,近视眼本来光路就有点偏,加上凸透镜又往前推,那视网膜上的成像位置只会变得更加不清楚,就像在乱糟糟的房间里放了一台投影仪,画面只会更散,根本没法看清东西。 还有一个角度,就是镜片边缘的厚度。
一般/平平的玻璃眼镜,中间的弧度是凸出来的,故此两边薄中间厚。
这种形状会让光线更好办汇聚,要是遇到近视,那就更糟糕。而凹透镜,中间厚边缘薄。
这种形状会让光线向外发散,恰好抵消掉近视带来的“近”效应。在光学上,我们说凹透镜具有发散光的功能。它把平行光线扩散开,让焦点向后延伸。
这就好比你在推土机上推土,想把远处的山填平放到眼前,而凹透镜就是把远处的山往后推,把山推到你的视网膜上。 大量人认定凹透镜看起来像是“凹进去”的,实际上这叫“负光学”。在光学里,凹透镜的光焦度是负值,意味着它会让光线发散。
反之,凸透镜的光焦度是正值,代表会聚。
故此近视眼镜是“负”度数,天然就是凹透镜。 最终还得提一下制造难度。之前的人造玻璃,熔点特别高,得用复杂的模具吹制,并且还得用高温烧结,这过程对机械要求极高。
后来工业革命的轰鸣声响起,冲压模具的普及让制造大规模的人造玻璃变得工业化、低成本。人造树脂和塑料的出现,又让镜片变得更轻、更薄,就连能做得更深邃的弧度。但甭管材料如何变,凹透镜的“发散”原理一直没变过,它是用来救近视的救星。
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