Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Správná volba brýlí ovlivní uživatelský komfort i duševní rovnováhu

8. 11. 2007
 |  Vesmír 86, 715, 2007/11
komerční prezentace

Stojíte-li před rozhodnutím jaké brýle si pořídit, rozhodně byste svůj výběr neměli podceňovat. Nesprávná volba vás může bezděčně stresovat, správná volba vám naopak dodá životní pohodu. Věnujte proto pozornost stručným doporučením jak při volbě postupovat a jakých chyb se vyvarovat. Rozhodnutí by se mělo odvíjet od otázek:

  • Budou vhodnější minerální, nebo organické (plastové) čočky?
  • Jaký zvolit index lomu čočky?
  • Jaký tvar a velikost brýlí si vybrat?

Materiál na brýlové čočky – sklo, nebo plast?

Brýlové čočky se mohou vyrábět buď z minerálních materiálů (skla), nebo z organických materiálů (plastů). Termín „sklo“ se používá k označení všech materiálů, jejichž chemická struktura je sice podobná struktuře kapaliny, ale jejich viskozita je při normální teplotě tak vysoká, že mohou být pokládány za pevné látky. Sklo má nekrystalickou strukturu, vnitřní uspořádání jeho atomů nebo molekul se neřídí žádnými periodickými principy.

Minerální sklovina se získává chlazením taveniny, a proto někdy bývá označováno jako přechlazená kapalina. Sklo vlastně není pevná látka, i v pevném stavu vykazuje viskozitu. Například u starých kostelních oken je postřehnutelné, že nemají rovnoměrnou tloušťku, ale jsou nahoře tenčí, protože sklo během staletí stéká.

Minerální sklovina vzniká tavením. Tavenina obsahuje zhruba: 70 % sklotvorné složky (křemen), 20 % tavidla (potaš a soda), 10 % tvrdidla (různé oxidy). Látky potřebné k výrobě skloviny se taví v peci při teplotách mezi 1400 a 1500 °C. Bublinky plynu vznikající ve viskózní tavenině mohou být odstraněny přidáním čiřidel a několikahodinovým mícháním. Po ukončení procesu tavení je tavenina dávkována do automatického lisu, kde vznikají skelné výlisky. Ty se postupně ochlazují na pokojovou teplotu a později brousí a leští na hotové brýlové čočky.

Organické sklo je plně syntetický amorfní materiál, který je tvořen makromolekulárními organickými sloučeninami bez periodického molekulárního uspořádání. K výrobě organických čoček se většinou používají duromery, které po zpracování již nemění tvar. Monomerické molekuly při výrobě za vysokých teplot vstupují do chemických procesů, při kterých vytvářejí obří molekulové řetězce – polymery.

Jedním z nejčastěji používaných materiálů na výrobu organických čoček je CR39. Byl objeven během druhé světové války v laboratořích společnosti Columbia Southern Chemical Company, která hledala vhodný materiál pro výplně oken v kabinách letadel. Její projekt realizovaný pod názvem „Columbia Resins“ (Kolumbijské pryskyřice) umožnil vyzkoušet asi 180 netermoplastických materiálů, z nichž monomer allyldiglykolkarbonát (ADC), evidovaný pod pořadovým číslem 39, vykazoval unikátní vlastnosti a později byl použit pro výrobu plastových čoček.

Všechny plastové čočky, bez ohledu na fyzikální a chemické vlastnosti, se vyrábějí odléváním. Výrobní procesy se liší pouze použitými monomery a jejich chemickými reakcemi. Zatímco pro materiál CR39 je třeba jeden monomer, pro čočky s vyššími indexy lomu se jich používá více a výrobní proces trvá déle.

Rozvoj zdravotnictví, ale i změny životního stylu po druhé světové válce přinesly potřebu brýlových čoček reagujících na intenzitu světla – fototropních. Vystaveny působení světla o vyšší intenzitě postupně tmavnou, a když vliv světla ustane, vracejí se do původního stavu. Tím zaručují optimální ochranu proti oslnění.

K výrobě minerálních fototropních čoček se používá tavenina borosilikátového skla, do kterého se pro dosažení fototropních vlastností přidávají halogenidy stříbra. Po ochlazení je sklovina jasně modrá, ale není ještě fototropní. Pro dosažení fototropních vlastností je nutné další tepelné zpracování při teplotě asi 600 °C. Doba trvání procesu a teplotní přesnost mají vliv na odstín skla, rychlost fototropní reakce a stupeň zabarvení.

Organické fototropní čočky se vyrábějí ze speciálního plastu, který je vhodný pro pohlcování fototropních barviv. Na rozdíl od minerálních fototropních čoček nemá tavenina fototropní vlastnosti, dokud není v hotovém stavu. V procesu fototropizace jsou miliony fototropních molekul vtěsnávány na vnější povrch čočky do hloubky asi 0,15 mm.

Jsou-li ozářeny světlem, mění molekuly fototropních látek svou chemickou strukturu. Podobně jako se vlivem slunečního světla otevírají některé květy, otevírají se i tyto molekuly a způsobují změnu barvy čočky. Když úroveň záření poklesne, molekuly se opět zavřou a čočka získá atraktivní filtrační odstín. Protože se tyto molekuly nacházejí pouze na povrchu čoček, tmavnou čočky po celém povrchu rovnoměrně, bez ohledu na dioptrickou mohutnost.

Jaké jsou hlavní přednosti jednotlivých materiálů?

  • Minerální čočky mají delší životnost díky vysoké tvrdosti svého povrchu, jsou odolné vůči chemickému působení nečistot, nedeformují se a neztrácejí optické vlastnosti při vyšších teplotách, umožňují snadné tmelení optických segmentů. Nevýhodou je jejich vysoká hmotnost.
  • Organické čočky jsou lehčí a odolné proti rozbití, umožňují snadné barvení do různých odstínů, ve fototropním provedení se barví podobně do páru, bez ohledu na různé dioptrické hodnoty. Pro dosažení tvrdosti srovnatelné s minerálními čočkami vyžadují tvrzení.

Index lomu

Optické vlastnosti skla lze měnit přidáním malého množství oxidů a fluoridů různých kovů do taveniny. Přidáním oxidů olova, titanu a lanthanu je možné zvýšit index lomu, zatímco oxid a fluorid baria redukují disperzi. Index lomu čočky udává poměr rychlosti světla ve vakuu a jeho rychlosti v hmotě čočky. Disperze je důsledkem rozkladu bílého světla v čočce do jednotlivých barevných odstínů. Čočky s vyšším indexem lomu jsou plošší a tenčí, a tedy i lehčí. S rostoucím indexem lomu je ale materiál čočky měkčí a méně odolný vůči mechanickému poškození. Platí to zejména pro organické čočky, jejichž odolnost je třeba upravovat tvrzením. S nárůstem indexu lomu stoupá podíl rušivých odrazů světla až na dvojnásobek, a proto je nutné tento typ čoček doplnit antireflexní úpravou povrchu.

Velikost a tvar brýlové obruby

Správná volba materiálu čočky a povrchové geometrie může ovlivnit okrajovou a středovou tloušťku brýlové čočky i její váhu. Tu lze ovlivnit také vhodnou volbou tvaru a velikosti brýlové obruby. Základním pravidlem zůstává: čím menší je očnice vybrané obruby, tím tenčí bude okrajová tloušťka čočky.

Zatímco u čoček minusových dioptrických hodnot ovlivňuje okrajovou tloušťku pouze rozměr brýlové obruby, u čoček plusových hodnot je středová tloušťka bezprostředně závislá i na objednaném průměru nezabroušené čočky. Čím menší je průměr nezabroušené čočky, tím nižší bude její středová tloušťka a váha.

U čoček plusových dioptrických hodnot se často vyplatí použít čočku nestandardního průměru, která je ještě tenčí a lehčí než čočky standardní. Optimalizaci průměru čočky provádějí renomovaní výrobci až do rozměru 38 mm a zajišťují i poradenství a kalkulaci rozměrů podle individuálních potřeb zákazníka.

Některé jednoohniskové čočky mohou být vyrobeny z kosmetických nebo módních důvodů i v nestandardních křivkách, například plošší, nebo naopak více zakřivené. Zde je třeba postupovat uvážlivě, protože nestandardní křivka může někdy snížit kvalitu vidění.

Optimalizace průměru čočky by se měla používat tehdy, vede-li k snížení tloušťky čočky alespoň o 0,5 mm.

V některých případech je naopak nutné zvýšit okrajovou tloušťku brýlových čoček před jejich zasazením do vrtané nebo vázané obruby. Pro renomované výrobce není problémem dodat na požádání čočky s optimální okrajovou tloušťkou.

Carl Zeiss spol. s r. o.

Radlická 14/3201, 150 00 Praha 5 – smíchov,

tel.: 233 101 241, fax: 233 101 240, www.zeiss.cz

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Optika

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné