Wstęp - sjpdc
advertisement
Temat: Zastosowanie zasad i praw fizyki w korekcji układu optycznego oka poprzez działanie soczewek i okularów Wstęp Relacje pomiędzy fizyką a medycyną są długotrwałe, liczne i ścisłe. Wiele odkryć fizyki, tych dawnych i całkiem świeżych, umożliwiło zrozumienie wielu problemów medycznych (struktura ciała, fizjologia), a przełożenie ich przez inżynierię biomedyczną na praktyczne zastosowania kliniczne, zaowocowało wieloma bardzo złożonymi i bardzo skutecznymi metodami instrumentalnymi oraz urządzeniami diagnostycznymi, terapeutycznymi i rehabilitacyjnymi. Tym samym fizyka umożliwiła rozwój nowoczesnej medycyny i powstanie techniki medycznej. Dzisiejszy poziom medycyna zawdzięcza nie tylko lekarzom i biologom ale w znacznej mierze także udziałowi fizyków i inżynierów. Naprawdę nierozrywalnie połączone są optyka i okulistyka. Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie z materią oraz pochłanianie przez materię. Okulistyka (łac. oculus – oko), oftalmologia (gr. ophthalmos – oko) – dziedzina medycyny zajmująca się budową, czynnościami, rozpoznawaniem schorzeń i leczeniem oczu. Budowa oka OKO Zdolność układu nerwowego do odbierania bodźców świetlnych i przetwarzania ich w mózgu na wrażenia wzrokowe jest określana jako zmysł wzroku. Anatomiczną postacią tego zmysłu jest narząd wzroku, który składa się z gałki ocznej, aparatu ochronnego i aparatu ruchowego oka oraz połączeń nerwowych siatkówki oka ze strukturami mózgu. Gałka oczna znajduje się w przedniej części oczodołu i porusza się dzięki ruchom mięśni ocznych w zagłębieniu utworzonym przez tkankę tłuszczową oczodołu i liczne powięzie. Wychodzący z niej nerw wzrokowy przechodzi przez otwór kostny do wnętrza czaszki i dalej do mózgu. Oko ma w przybliżeniu kształt kuli o średnicy 24 mm, wypełnionej w większości bezpostaciową substancją (ciałkiem szklistym), znajdującej się pod ciśnieniem pozwalającym na utrzymanie jego kształtu. Twardówka (sclera) jest najbardziej zewnętrzną częścią oka. Zbudowana jest z nieprzeźroczystejbłony włóknistej łącznotkankowej. W przedniej części oka przechodzi w rogówkę. Rogówka (cornea) kształtem przypomina wypukłe szkiełko od zegarka. Zbudowana jest z przeźroczystej błony włóknistej. Między twardówką i siatkówką leży naczyniówka (choroidea), która wraz z tęczówką (iris) i ciałem rzęskowym (corpus ciliare) tworzy błonę naczyniową, w której znajdują się naczynia krwionośne. Ciało rzęskowe utrzymuje soczewkę w odpowiednim położeniu. Siatkówka (retina) jest receptorową częścią oka. Składa się z trzech warstw. Najbliższa środka oka warstwa składa się z czopków ipręcików - komórek światłoczułych. Pierwsze z nich, są bardzo światłoczułe lecz dzięki nim nie jesteśmy w stanie rozróżniać kolorów. Odpowiadają one za widzenie peryferyjne i w nocy. Dzięki czopkom natomiast tworzy się obraz ostry, o sporej rozdzielczości oraz kolorowy. Dwie pozostałe warstwy - z neuronów przewodzących bodźce wzrokowe. Na siatkówce znajduje się plamka żółta, będąca miejscem o największym skupieniu czopków i z tego powodu cechuje się największą wrażliwością na barwy i światło. Nieco niżej znajduje się plamka ślepa - miejsce pozbawione komórek światłoczułych i dlatego niewrażliwe na światło. Jest miejscem zbiegu nerwów łączących komórki światłoczułe z nerwem wzrokowym. Soczewka (lens) jest zawieszona między tęczówką a ciałem szklistym na obwódce rzęskowej. Składa się z torebki (capsule), kory (cortex) i jądra (nucleus) i ma dwie wypukłe powierzchnie - przednią i tylną. Jeśli wyobrazimy sobie soczewkę jako owoc, to torebka jest jego skórką, kora jego miąższem, a jądro pestką. Tęczówka (iris) jest umięśnioną częścią błony naczyniowej otaczającej otwór nazywany źrenicą. Dzięki zawartemu w niej pigmentowi jest kolorowa. Mięśnie tęczówki pozwalają na zwiększanie lub zmniejszanie dopływu światła przez regulację wielkości źrenicy. Wnętrze oka wypełnia przeźroczysta, galaretowata substancja, nazywana ciałem szklistym (corpus vitreum). Przednia część gałki ocznej i wewnętrzna część powiek pokryte są spojówką (tunica conjuctiva). W górno - bocznej części oczodołu znajduje się gruczoł łzowy wydzielający łzy mające za zadanie oczyszczać powierzchnię oka z zabrudzeń i nawilżać ją. Jak działa oko? Światło wpadające do oka biegnie przez rogówkę, komorę przednią oka, soczewkę i ciało szkliste, by zakończyć swą podróż na siatkówce wywołując wrażenie wzrokowe przekazywane do mózgu za pośrednictwem nerwów łączących się w nerw wzrokowy. Rogówka, wraz z cieczą wodnistą, soczewką i ciałem szklistym, stanowią układ skupiający promienie świetlne tak, by na siatkówce pojawiał się ostry obraz obserwowanego przedmiotu i dawał jak najostrzejsze wrażenie wzrokowe. Dlatego też soczewka ma możliwość zmiany swojego kształtu, a co za tym idzie mocy optycznej. Pozwala to na ogniskowanie na siatkówce przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach od oka. Zdolność tę nazywamy akomodacją. Ostre widzenie uzyskiwane jest wtedy, gdy ognisko obrazowe pokrywa się z siatkówką. Wraz ze spadkiem natężenia światła wpadającego do oka rośnie średnica źrenicy. W momencie, gdy czułość czopków jest niewystarczająca do prowadzenia obserwacji, mimo dużych wymiarów źrenicy, funkcję receptorów przejmują pręciki. Przy dużym natężeniu światła pręciki chronione są przed nadmiarem światła przy użyciu specjalnego barwnika. Jego działanie możemy zaobserwować przechodząc z ciemnego pomieszczenia do jasnego lub odwrotnie. Oko odbiera tylko część promieniowania. Związane jest to z własnościami fizykochemicznymi rogówki, czopków i pręcików. Odbieramy zatem tylko światło, które mieści się w zakresie tzw. okna optycznego. Okno optyczne to przedział długości fali elektromagnetycznej (światła) od ok. 400nm (co odpowiada światłu o barwie fioletowej) do ok. 700nm (co odpowiada światłu o barwie czerwonej). Powyżej długości 700nm znajduje się niewidoczna dla człowieka podczerwień, a poniżej 400nm, również niewidoczny, ultrafiolet. Do fal elektromagnetycznych zaliczamy także niewidoczne dla człowieka promienie gamma, promienie X i inne - całość przedstawia poniższy rysunek. Promieniowanie o długości fali spoza okna optycznego nie jest przepuszczane przez rogówkę oka. Promieniowanie, które wniknie do oka w różnym stopniu wywołuje reakcje elektrochemiczne w czopkach i pręcikach stając się źródłem bodźców. Obraz przedmiotu na siatkówce jest odwrócony "do góry nogami", co wynika z fizycznej budowy oka (soczewka odwraca obraz). W pierwszych dniach życia mózg człowieka uczy się widzieć prawidłowy obraz obracając go by w późniejszym życiu robić to automatycznie. Oznacza to, że niemowlę widzi świat "postawiony na głowie" i dopiero po pewnym czasie zaczyna widzieć normalnie. Oko jest układem optycznym. Załamanie światła następuje na rogówce, soczewce ocznej i ciele szklistym. Zdolność skupiająca dla typowego oka ludzkiego przy rozluźnionych mięśniach akomodacyjnych wynosi więc 58,5 dioptrii, a ogniskowa 17,1mm. Gdy mięśnie rzęskowe są rozluźnione to normalne oko ostro widzi przedmioty z odległości około 25 cm. Odległość tą nazywamy odległością dobrego widzenia. Dłuższa obserwacja przedmiotu np. czytanie jest możliwe przy naturalnym kształcie soczewki gdy mięśnie oka nie są napięte. Jeśli wzrok przeniesiemy na inny punkt, naruszona zostaje ostrość obrazu, a sygnały o tym kierowane są do mózgu. Zwrotny sygnał do mięśnia rzęskowego powoduje, że przy przedmiotach bliskich zwiększa krzywiznę soczewek (soczewki stają się bardziej okrągłe), a przy przedmiotach dalekich zmniejsza krzywiznę (soczewka staje się bardziej płaska), tak aby obraz był ostry. Punkt, który oko dostrzega przy rozciągniętym mięśniu, nosi nazwę punktu dalekiego, zaś dostrzegany przy maksymalnym napięciu mięśnia - punktu bliskiego. Dla normalnego oka punkt daleki leży w nieskończoności, punkt bliski w odległości około 10cm. Wady Wzroku Najbardziej rozpowszechnione wady wzroku: Nadwzroczność Krótkowzroczność Astygmatyzm (niezborność rogówkowa) Krótkowzroczność (miopia, z gr. → myopia) - jedna z najczęściej spotykanych wad refrakcyjnych wzroku polegająca na tym, że tor optyczny oka nieprawidłowo skupia promienie świetlne. W oku krótkowzrocznym równoległe promienie ogniskowane są przed siatkówką. Przy akomodacji promienie te ogniskowane są jeszcze bliżej, więc przeciwnie do dalekowidza - krótkowidz nie może sobie pomóc napięciem mięśni ocznych. Jeśli jednak jest wystarczająco jasno to pomaga sobie mrużąc oczy, zmniejszając rozproszenie obrazu na siatkówce poprzez zwiększenie głębi ostrości. Rodzaje krótkowzroczności: krótkowzroczność osiowa (zbyt długa oś gałki ocznej). Typ najczęściej spotykany – rozwija się zwykle w okresie dojrzewania płciowego i osiąga ostateczny poziom między 15 a 30 rokiem życia. krótkowzroczność krzywiznowa (zbyt wypukła krzywizna poszczególnych elementów układu optycznego oka, zwłaszcza rogówki isoczewki). krótkowzroczność refrakcyjna (zbyt duży współczynnik załamania soczewki, najczęściej na skutek rozwijającej się cukrzycy lub zaćmyjądrowej). W celu poprawy ostrości widzenia krótkowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki rozpraszające wklęsło-wypukłe. Nadwzroczność (popularnie: dalekowzroczność; łac. hyperopia) – druga obok krótkowzroczności najczęściej spotykana wada refrakcyjna wzroku. Jest wynikiem zbyt małych rozmiarów przednio-tylnych oka (zbyt krótką gałką oczną) w stosunku do jego siły łamiącej lub niewystarczającą siłą łamiącą układu optycznego oka (np. zbyt płaską rogówką) w stosunku do jego długości. Przyczyna tej wady może być wrodzona zbyt krótka oś przednio-tylna (głównie u dzieci) lub zbyt słaba zdolność skupiająca soczewki poprzez zmieszenie jej elastyczności. Aby ostro widzieć przedmioty odległe, dalekowidz musi akomodować, a chcąc widzieć ostro przedmioty z bliska, musi akomodować jeszcze mocniej. Stałe napięcie akomodacji może prowadzić do zaburzeń w całym układzie mięśniowym oka, łącznie z zezem. Zakres ostrego widzenia zależy od wielkości wady i amplitudy akomodacji, która zmniejsza się z wiekiem. Do korekcji nadwzroczności stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki skupiające. Niezborność wzrokowa czyli astygmatyzm polega na tym, że promienie biegnące w jednej płaszczyźnie są załamywane inaczej (silniej lub słabiej) niż promienie biegnące w innej płaszczyźnie. Obrazy powstające na siatkówce są niewyraźne, powstają trudności w pracy a bliska, bóle oczu i głowy. Astygmatyzm oczu jest najczęściej spowodowany nieprawidłową budową rogówki. Korekcje wykonuje się za pomocą soczewek cylindrycznych. Akomodacja oka Ważnym procesem zachodzącym w oku jest jego akomodacja. Polega ona na tym, iż oko potrafi tak zmienić kształt soczewki by obraz dochodzący do nas zawsze był wyraźny. Gdy patrzymy na przedmioty dalekie soczewka jest cienka natomiast przy obserwowaniu bliskich przedmiotów zwiększa swoją grubość. Zdarza się, że soczewka w oku nie działa do końca poprawnie. Gdy promienie soczewki skupiają się zbyt blisko mamy do czynienia z krótkowzrocznością. Natomiast wadę w której ognisko znajduje się po za okiem nazywamy dalekowzrocznością (nadwzrocznością). Aby skorygować bieg promieni należy przed okiem umieścić dodatkowy przyrząd optyczny który by spowodował, że całkowite ognisko znajdzie się we właściwym miejscu. Dlatego też daleko wzrokowcy noszą okulary ze szkłami rozpraszającymi natomiast krótko wzrokowcy z wklęsłymi. oko dalekowidza ze szkłem korygującym oko krótkowidza z okularem Moc okularów wyraża się w dioptriach. Tak właściwie to co to jest moc okularów? Moc optyczna inaczej zdolność skupiającą układu optycznego jest definiowana jako odwrotność ogniskowej wyrażonej w metrach: gdzie: D - moc optyczna, f - ogniskowa. Jak już wspomniałem moc układu jest wyrażona w dioptriach: Jeżeli wartość mocy optycznej jest ujemna to mamy do czynienia z soczewką rozpraszającą, jeżeli dodatnia to ze skupiającą. Gdy f > 0, to Z > 0 i soczewka jest skupiająca, a gdy f < 0, to Z < 0 i soczewka jest rozpraszająca. Zdolność skupiającą soczewki można wyrazić poprzez promienie jej krzywizn oraz współczynnik załamania materiału soczewki względem ośrodka, w którym jest soczewka : Wykorzystując powyższy wzór należy uwzględnić, że jeśli powierzchnia ograniczająca soczewkę jest wypukła, to jej promień krzywizny jest dodatni, jeśli powierzchnia jest wklęsła, to jej promień krzywizny jest ujemny. Dla soczewek ograniczonych z jednej strony płaszczyzną (płasko-wypukłych lub płasko-wklęsłych) jeden z promieni krzywizn jest nieskończenie duży i dlatego odwrotność takiego promienia wynosi zero. W takim przypadku: Obydwa wzory pozwalają zauważyć, że dla soczewek wypukłych zdolność skupiająca jest dodatnia, jeśli n2/1>1. Soczewki wklęsłe mają w tym przepadku ujemną zdolność skupiającą i rozpraszają światło. Jest tak na przykład dla szklanej soczewki w powietrzu, dla której n2/1 = 1,52 > 1. Jeśli jednak mamy soczewkę np. w postaci pęcherzyka wody w szkle, to wtedy współczynnik załamania wody względem szkła n2/1 < 1 i wówczas soczewka wklęsła jest skupiająca, a wypukła jest rozpraszająca. Obrazy w soczewkach. Rysując obrazy, jakie powstają po przejściu światła przez soczewki, wykorzystujemy bieg trzech charakterystycznych promieni: 1. jeśli promień biegnie równolegle do osi optycznej, to po przejściu przez soczewkę załamuje się i przechodzi przez ognisko z drugiej strony soczewki, 2. jeśli promień biegnie przez środek soczewki, to przechodzi przez soczewkę bez zmiany kierunku, 3. jeśli promień przechodzi przez ognisko, to po przejściu przez soczewkę biegnie równolegle do osi optycznej. Dla soczewek słuszne jest równanie w postaci: W tym wzorze odległość przedmiotu od soczewki x jest zawsze dodatnia, natomiast ogniskowa f jest dodatnia dla soczewki skupiającej i ujemna dla soczewki rozpraszającej. Z kolei odległość obrazu od soczewki y jest dodatnia, gdy obraz jest rzeczywisty (powstaje po przeciwnej stronie soczewki niż przedmiot) i ujemna, gdy obraz jest pozorny (powstaje po tej samej stronie soczewki co przedmiot). Soczewki Soczewka – proste urządzenie optyczne składające się z jednego lub kilku sklejonych razem bloków przezroczystego materiału (zwykle szkła, ale też różnych tworzyw sztucznych, żeli, minerałów, a nawet parafiny). Istotą soczewki jest to, że przynajmniej jedna z jej powierzchni roboczych jest zakrzywiona, np. jest wycinkiem sfery, innej obrotowejkrzywej stożkowej jak parabola, hiperbola lub elipsa, albo walca. Najczęściej spotykany typ soczewki to soczewka sferyczna, której przynajmniej jedna powierzchnia jest wycinkiem sfery. Każda z powierzchni takiej soczewki może być wypukła, wklęsła lub płaska i stąd mówi się o soczewkach dwuwypukłych, płaskowklęsłych itd. Stosuje się również soczewki będące wycinkiem walca (np. jako lupy w termometrach oraz do czytania, szkła korygujące wady wzroku), nazywane soczewkami cylindrycznymi. Ognisko soczewki Idealna soczewka załamuje wszystkie promienie świetlne biegnące równolegle do głównej osi optycznej do jednego punktu. Punkt ten nazywany jest ogniskiem soczewki. Soczewka zamienia wiązkę równoległą na wiązkę promieni zbieżnych do ogniska. Po przejściu przez ognisko wiązka staje się rozbieżna. Soczewka skupiająca Soczewki załamujące promienie równoległe do ogniska, to tzw. soczewki skupiające (bo "skupia" promienie świetlne do ogniska). Przy używaniu je jako lupy dają one efekt powiększania oglądanych przedmiotów. Wykreślenie obrazu za pomocą soczewki skupiającej: W celu wykreślenia obrazu, z wiązki promieni wychodzących z punktu "A" przedmiotu, wybieramy tylko dwa niezbędne, mianowicie: 1) promień równoległy do głównej osi optycznej, który po załamaniu się w soczewce przechodzi przez ognisko; 2) promień przechodzący przez środek soczewki, który nie zmienia swojego kierunku; W punkcie przecięcia się tych promieni otrzymujemy obraz "A'" punktu świecącego "A". Gdy przedmiot "AB" leży w płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi optycznej, jego obraz również leży w płaszczyźnie równoległej do tej osi. Zatem obraz punktu "B" przedmiotu leżącego na osi możemy wykreślić opuszczając z punktu "A'" prostopadłą do osi. Punkt przecięcia "B'" jest obrazem punktu "B'" łącząc punkty "A'" i "B'" otrzymamy obraz "A'B'" przedmiotu "AB". Rzeczywista soczewka ma ognisko rozmyte Tak jest jeśli chodzi o soczewkę idealną. Jednak, ponieważ ideał jest najczęściej nie osiągalny, więc w rzeczywistości mamy do czynienia nie tyle z punktem do którego zbiega wiązka co z rozciągłym obszarem, na którym skupiają się promienie. Wynika to zarówno z natury światła, jak i z faktu, że zachodzą zjawiska aberracji sferycznej i aberracji chromatycznej. Oczywiście im obszar skupienia promieni jest mniejszy tym lepsza jest soczewka, bo dokładniej skupia promienie do ogniska. Soczewki nie muszą być wypukłe z obu stron. W wielu sytuacjach używa się soczewek wklęsłych, które w powietrzu rozpraszają światło. Soczewki nie muszą być idealnie symetryczne – oto przykład soczewek płasko - wklęsłych. Wykreślenie obrazu za pomocą soczewki rozpraszającej: Promień równoległy do osi głównej po załamaniu w soczewce zostaje odchylony od osi. Jego przedłużenie wstecz przechodzi przez ognisko "F". Drugi promień przechodzący przez środek soczewki nie ulega załamaniu. Promienie te nie przecinając się. Nie otrzymujemy zatem rzeczywistego obrazu lecz pozorny "A'B'", który jest prosty i pomniejszony. Przykłady soczewek rozpraszających Soczewki wklęsłe rozpraszają promienie świetlne: Uwaga To że soczewka wypukła skupia promienie, a wklęsła rozprasza nie jest regułą bezwzględną. Jeśliby soczewkę wypukłą zanurzyć do cieczy o współczynniku załamania większym niż współczynnik załamania szkła, z którego wykonano soczewkę, to stanie się ona soczewką rozpraszającą. Bardzo ważnym przyrządem wykorzystującym soczewkę jest oko ludzkie. Światło przechodzi przez soczewkę załamuje się nasŧepnie dochodzi do siatkówki na której powstaje obraz pomniejszony i odwrócony. Soczewka kontaktowa Alternatywą dla okularów korekcyjnych są soczewki kontaktowe, których popularność na całym świecie stale rośnie. Popularność swoją zawdzięczają wygodzie, dobrej widoczności w każdych warunkach, nieograniczonemu przez oprawki polu widzenia i uzyskiwaniu obrazu naturalnej wielkości przy dużej wadzie wzroku. Już w 1508 roku Leonardo da Vinci wymyślił szkła kontaktowe. Jak wiele jego dzieł idea ta nie została jednak rozwinięta. W XVII wieku Thomas Young zbudował pierwowzór soczewki kontaktowej, składający się z krótkiej tuby zakończonej soczewką i wypełnionej wodą. Przykładając ją bezpośrednio do oka zauważył znaczna poprawę jakości widzenia i korekcję swej wady astygmatyzmu. Rozwój tej dziedziny nastąpił w II połowie XIX wieku, kiedy to wykonano min. szklaną soczewkę kontaktową o średnicy 20mm. Dalsze prace skierowane były na wynalezienie nowych materiałów do produkcji soczewek kontaktowych, które pozwoliłyby na zmniejszenie ryzyka ich noszenia, i na wynalezieniu nowych technologii ich wytwarzania, w celu zwiększenia ich powtarzalności. I tak od wydmuchiwanych szklanych soczewek, przez soczewki wytwarzane na podstawie odlewów zdejmowanych bezpośrednio z oka, przez soczewki ze szkła organicznego, dochodzimy do miękkich soczewek kontaktowych wykonanych z polimeru zwanego zwyczajowo hydrożelem. Hydrożel jest materiałem o właściwościach twardego szkła organicznego w stanie suchym, a po uwodnieniu staje się miękki i elastyczny. Soczewki kontaktowe należy w odpowiedni sposób pielęgnować. Większość soczewek (poza przeznaczonymi do ciągłego noszenia i jednodniowymi) należy każdego dnia ściągać i czyścić płynem pielęgnacyjnym, aby pozbyć się z powierzchni osadów białkowych i tłuszczowych. Jedna z ocen liczby osób noszących soczewki kontaktowe dała liczbę 125 milionów (2% ludności świata). Szacuje się, że w Polsce w 2014 roku soczewki nosiło ok. 800 tys. osób (2 proc. społeczeństwa), a rynek sprzedaży okularów i soczewek wart jest ok. 2,4 mld złotych. Podstawowy podział soczewek kontaktowych dzieli je na: miękkie soczewki kontaktowe, twarde soczewki kontaktowe, sztywne gazoprzepuszczalne soczewki kontaktowe. Soczewki można także podzielić na (podział według korygowanych wad): sferyczne (korygują wadę sferyczną), toryczne (korygują wadę sferyczną i cylindryczną – astygmatyzm), multifokalne (posiadają więcej niż jedną krzywiznę sferyczną – korygują wadę do bliży i do dali jednocześnie), kolorowe (nie muszą korygować żadnej wady, inaczej zwane kosmetycznymi, mogą być odmianą powyższych typów z dodatkową warstwą koloru). Generalnie najczęściej występującymi typami miękkich soczewek kontaktowych są: roczne - soczewki, których trwałość przewidywana jest przy codziennym noszeniu na okres 6-12 miesięcy w zależności od sposobu pielęgnacji, umiejętności i zdyscyplinowania pacjenta, jakości łez, rodzaju stosowanego makijażu - soczewki takie wymagają systematycznego czyszczenia i odbiałczania (oczyszczania z osadu białkowego) półroczne, trzymiesięczne - wymagają odbiałczania miesięczne, dwutygodniowe, tygodniowe - nie wymagają odbiałczania jednodniowe - pacjent może użyć do 730 soczewek rocznie; nie wymagają pielęgnacji, wygodne, bezpieczne, czyste, ale drogie. Bardzo duży wpływ na komfort noszenia soczewek ma materiał z jakiego są one zrobione. Od niego zależy trwałość soczewek, czas noszenia i ewentualne ryzyko komplikacji. Dla miękkich soczewek kontaktowych definiuje się dwa parametry - stopień uwodnienia i przepuszczalność powietrza. Własności te są ze sobą powiązane w taki sposób, że im większy jest stopień uwodnienia tym większa jest przepuszczalność powietrza. Obecnie produkowane soczewki posiadają stopień uwodnienia w zakresie od około 30% do około 70%. Wraz ze wzrostem stopnia uwodnienia zwiększa się podatność soczewki na opłaszczanie osadem białkowym, odwodnienie i absorpcję środków konserwujących, w związku z czym soczewki roczne mają zwykle bardzo mały stopień uwodnienia, natomiast dla soczewek jednodniowych parametr ten ma bardzo wysoką wartość. Okulary korekcyjne Obecnie szacuje się, że co trzeci mieszkaniec ziemi jest zmuszony do noszenia okularów korekcyjnych. Okulary korekcyjne – przyrząd optyczny znoszący lub zmniejszający skutki wrodzonej lub nabytej wady wzroku. Ze względu na rodzaj materiału użytego do produkcji soczewek wyróżniamy: soczewki mineralne - tradycyjne soczewki szklane soczewki organiczne - soczewki wykonane z tworzyw sztucznych, są lekkie, nie tłuką się i mają doskonałe własności optyczne. soczewki o wyższym współczynniku załamania - zwykle są to soczewki organiczne, ale tworzą osobną grupę, ze względu na swe własności: z powodu wysokiej wartości współczynnika załamania są do 40% cieńsze od standardowych soczewki poliwęglanowe - lekkie soczewki o bardzo dużej twardości i wytrzymałości mechanicznej. Zwykle dla przykładu prezentuje się bezskuteczne próby rozbicia takich soczewek przy użyciu młotka. Ze względu na różnice budowy wyróżniamy soczewki : jednoogniskowe - przeznaczone do korygowania wady wzroku przy aktywności jednego typu, np. mogą to być okulary tylko do czytania, albo do dali - do codziennego życia. Mogą więc być noszone cały czas, albo zmieniane w miarę potrzeb. dwupołówkowe - każde oko korygowane jest przez dwie połówki soczewek o różnych ogniskowych (mocach optycznych). Górna część przeznaczona jest do dali, a dolna część - do bliży. Oba segmenty oddzielone są wyraźną linią. Stosuje się je głównie przy presbyopii (starczowzroczności) połówkowe - te z kolei posiadają tylko dolną soczewkę okularów dwupołówkowych - przeznaczoną do bliży (czytania). Stosuje się je głównie przy presbyopii (starczowzroczności) dwuogniskowe - wyróżnione są dwa segmenty o dwóch różnych ogniskowych. Górna część tych soczewek przeznaczona jest do dali, natomiast dolna do bliży (czytania). trzyogniskowe - składają się z trzech segmentów: górnego do dali, środkowego do pracy przy komputerze (odległość pośrednia) i dolnego do bliży. progresywne - są to soczewki z tzw. płynną ogniskową zależną od punktu, przez który patrzymy. Są nowoczesną alternatywą do soczewek dwuogniskowych (trzyogniskowych) - spełniają podobne zadanie, ale posiadają możliwość korekcji odległości pośrednich i są estetyczniejsze - nie ma wyróżnionych segmentów o różnych ogniskowych. multigresywne - unowocześnione soczewki progresywne. Zasada działania jest identyczna, przy czym w odróżnieniu od soczewek progresywnych, gdzie wykorzystywano jedynie płaszczyznę zewnętrzną soczewki, w soczewkach multigresywnych krzywiznę soczewki tworzą obie jej płaszczyzny. asferyczne - w przeciwieństwie do tradycyjnych soczewek nie stanowią wycinka sfery. Pozwala to na wyeliminowanie efektu optycznego zmniejszania/zwiększania oczu i części twarzy, zmniejszenie zniekształceń obserwowanych obrazów, poszerzenie pola widzenia poprzez jednakową moc optyczną w każdym punkcie soczewki, oraz znaczne zmniejszenie ciężaru i grubości szkła. fotochromowe - soczewki, które pod wpływem słońca zabarwiają przypominając nieco okulary przeciwsłoneczne. Brak światła słonecznego powoduje, że soczewki te pozostają nie zabarwione, a w przypadku zredukowanego nasłonecznienia (np. przez szybę samochodu) zabarwiają się częściowo. Dla podwyższenia jakości szkieł i komfortu ich noszenia stosuje się dodatkowo różne powłoki: utwardzająca - powoduje wzrost odporności na zarysowania; stosowana jest zwykle w soczewkach organicznych. antyrefleksyjna (antyodblaskowa) - powłoka eliminująca odbicie światła od powierzchni soczewki. Zaleca się stosowanie tego typu powłok przy pracy z komputerem, oraz przy jeździe samochodem. Powłoka ta jest konieczna przy soczewkach o wyższym współczynniku załamania. absorpcyjna (barwna) - daje efekt zabarwionego szkła, soczewka posiada lekki kolorowy odblask. polaryzująca - zmniejsza odbicia światła od innych przedmiotów - do oka dociera tylko światło nieodbite. anty-UV - powłoka ta nie przepuszcza promieniowania ultrafioletowego. rozjaśniające i wyostrzające obraz wieczorem i we mgle - dedykowane głównie kierowcom. Okulary przeciwsłoneczne Wielokrotnie, idąc ulicą podczas słonecznego dnia, mrużymy oczy chroniąc je przed zbyt silnym światłem. Zamiast wykrzywiać twarz warto więc zaopatrzyć się w okulary przeciwsłoneczne. Okulary przeciwsłoneczne – odmiana okularów służąca do ochrony wzroku przed silnym światłem słonecznym. Znajdują zastosowanie szczególnie w okresie letnim w miejscach, w których słońce operuje najintensywniej, a zatem na plażach, pokładach łodzi, na stokach narciarskich i na lodowcach, a także na drogach i ulicach wszędzie tam, gdzie światło słoneczne dociera do powierzchni ziemi w warunkach bez zachmurzenia i zamgleń. Najlepsze odmiany okularów przeciwsłonecznych ograniczają dostęp do oczu nie tylko promieni słonecznych w zakresie widzialnym, ale także w zakresie ultrafioletu, co szczególnie duże ma znaczenie w rejonach górskich i wysokogórskich, gdzie udział ultrafioletu w promieniach słonecznych jest znacznie wyższy niż w rejonach nizinnych i na poziomie morza. Jedną z podstawowych funkcji okularów przeciwsłonecznych jest wspomniane ograniczenie ilości światła docierającego do naszych oczu. Zdarza się bowiem, że do oka dociera wielokrotnie silniejsze światło niż jest to niezbędne do zapewnienia dobrego widzenia. Efekt taki, nazywany olśnieniem, może powodować ból oczu, a jego redukcja polega właśnie na ograniczeniu ilości światła wpadającego do oka. Innym ważnym powodem używania okularów przeciwsłonecznych jest ochrona naszego wzroku przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego, a w szczególności promieniowania ultrafioletowego (UV). Terminem ultrafiolet określa się światło, którego długość fali zawiera się w przedziale od około 200 do około 400nm. Jest to światło niewidzialne dla człowieka. Ochrona przed tego typu promieniowaniem jest ważna, ponieważ może być ono przyczyną wielu chorób z rakiem włącznie. Ważnym powodem, dla którego decydujemy się na noszenie okularów przeciwsłonecznych, jest też wyostrzanie obrazu. Zwykle zamglenie obrazu jest spowodowane rozproszeniem światła o najkrótszej długości fali (niebieskiego - zgodnie z prawami fizyki) na drobinach kurzu i pary wodnej w powietrzu. Eliminacja efektu rozmycia obrazu sprowadza się więc do ograniczenia przepuszczalności światła niebieskiego przez szkła okularów przeciwsłonecznych. Możemy też ograniczyć ilość światła czerwonego docierającego do naszych oczu, przez co wyeliminować ewentualne podrażnienie i uczucie suchości oczu. Należy jednak pamiętać, aby eliminacja poszczególnych składowych światła nie powodowała przekłamań kolorystycznych w obserwowanych obrazach. Okulary przeciwsłoneczne powinny poprawiać komfort widzenia, eliminować zmęczenie wzroku, ograniczać zamglenie obrazów, wzmacniać kontrast przy jednoczesnym zachowaniu rzeczywistych relacji kolorów, chronić oczy przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego i oczywiście sprostać wymogom mody, elegancji i naszego gustu.
