《近视眼镜越戴越近视的基本原理分析》

《近视眼镜越戴越近视的基本原理分析》

中国科普作家 余武隆

据官方数据，中国近视人口已超过7亿，全国14亿人口过半数是眼疾患者！有关不同年龄段近视率的数据，不论是官媒和还是自媒体比比皆是，不再赘述。本文重点关注一个几乎没有人提及但又是不得不引起高度重视的问题，为何近视率如此高？为何近视眼镜不能阻止近视进一步恶化？现实是近视眼镜越戴越近视，为何？本文重点就近视眼镜越戴越近视的基本原理进行分析。

首先，对于所有戴眼镜的人来说，镜片的质量最重要，那么决定镜片质量的主要是“透光率”和“阿贝数”两个参数，由于透光率、阿贝数与折射率紧密相关，所以，我们也会介绍“折射率”的概念。

什么是透光率？是表示光线透过介质的能力，是光线透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。假束平行单色光通过均匀、无散射的介质时，光的一部分被吸收，一部分透过介质，还有一部分被介质表面反射。透光率可以表示电子屏等显示设备等的透过光的效率，它直接影响到手机等触摸屏的视觉效果，这一点将在另一篇文章里涉及。

什么是阿贝数？“阿贝数”是德国物理学家恩斯特·阿贝发明的物理量，也称“色散系数”，是用来衡量透明介质的光线色散程度。阿贝数就是用以表示透明介质色散能力的指数。一般来说，介质的折射率越高，色散越严重，阿贝数越小；反之，介质的折射率越低，色散越轻微，阿贝数越大。阿贝数是选购镜片的参考因素之一。目前，人眼用的光学镜片材料阿贝数一般在30到60之间。供人佩戴的镜片阿贝数不应该低于30，否则明显的色散现象会让佩戴者视觉模糊，进而可能产生不适现象。

衡量人佩戴眼镜的镜片质量，透光率和阿贝数最关键，因为镜片的透光率和色散系数直接影响清晰度和色彩还原。影响镜片质量除了透光率和阿贝数还有材料、设计、膜层等多种因素，但是本文重点分析透光率和阿贝数，由于膜层与透光率紧密相关连，所以本文也与透光率一起分析与透光率的关系和原理。

什么是折射率？折射率是光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。折射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据经典电磁理论，εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与频率有关，称色散现象。光由相对光密介质射向相对光疏介质，且入射角大于临界角，即可发生全反射。与电磁相关专业知识在本文不展开。

首先从镜片材料分析折射率与透光率的关系。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。举例说明：1.499折射率的树脂镜片与1.523折射率的玻璃镜片在不加膜也不做表面处理时透光率约90%；1.56折射率的亚克力镜片不加膜不做表面处理时透光率约78%；1.56折射率的非亚克力类镜片的透光率约82%；1.6折射率以上不加膜且不做表面处理的镜片透光率只有75%左右；1.67折射率的镜片透光率只有62%左右；1.71折射率的透光率只有58%；1.61折射率玻璃无底色透明无加膜的镜片透光率在85%左右；1.523折射率玻璃加膜白片的镜片透光率可以高达97%以上。

从原理上分析，阿贝数越低，其透光率也越低。由于折射率与阿贝数直接对透光率产生影响，1.6以上折射率无加膜不做表面处理的镜片，清晰度下降十分明显，由于看不清楚而导致严重视觉疲劳，所以在市场上几乎没有1.6折射率没有加膜处理的塑料镜片。为了增加镜片的透光率，正规销售的镜片都会加膜，膜的名称有“减反射膜”、“防反光膜”或“增透膜”等。“镜片透光率表示图”中光线通透量跟镜片的反光能力成反比，前表面反光再加后表面内反光，这些反光在镜片内还会再反光，所以不加增透膜的镜片，在看物体时，就会出现反光点，反光点会影响视力的清晰度与光感灵敏度。镜片加增透膜后透光率都在90%以上，相当一部分达到95%，质量好的增透膜透光率最多可达到98%。

如前所述，没有加增透膜的镜片，看到从后面过来的光线在镜片上反光，会有闪光点在前面闪烁，严重影响视觉效果。如“镜片后表面加增透膜的必要性”图所示，在太阳下，此现象会更明显。所以好的太阳镜后表面都做加膜处理，如此可以防止后面来的光线产生反光对眼睛的伤害，增加眼睛的舒适度与减少光线干扰，看到的物象会更真实更清晰。对于“屈光不正”矫正的镜片来说，前后都加增透膜同样很重要，因为加增透膜后前面的光线与后面的光线都不会影响到成像质量，眼睛的舒适度也就得到大大提高，看物体时变得更加清晰与真实。所以建议配眼镜或是选镜片时，都选择前后都有增透膜的镜片，原则上选择多层复合增透膜的镜片则更好。

再做一个形象对比分析，选择多层复合增透膜的镜片犹如专业摄影用多层镀膜镜头，多层镀膜专业镜头上都会标示MC=Multi Coated，所以专业镜头拍照质量肯定好、因为色彩还原好。但是对于专业摄影师，为了尽可能保证作品的还原性好和解析度高，在创作拍摄时一般都会将UV镜等光学镜片去掉，因为每增加一层镜片对成像质量都有损伤。所以，人眼犹如照相机专业镜头，UV镜等镜片犹如眼镜，只要戴上眼镜，不论镜片质量多好，都不可能100%透光和100%还原色彩，也不可能100%消除复杂的反光，所以无论从哪个角度分析，镜片对视力必然造成不同程度的不良影响或损伤。

在没有精密检测设备时，可以用一种简易方法检验镜片增透膜的质量，这里以日光灯在镜片上的反光为例，如“反光量”图所示，左图是没有加增透膜的镜片，其反光量十分大；中图是普通增透膜的镜片，其反光量相对小些；右图是品质好的增透膜的镜片，其反光量极小，几乎看不出反光，这就充分说明右图的镜片增透膜的质量好。在专业摄影中主要加用偏振镜消除反光，广告和静物摄影中还会用反光济等手段，原理是一样的。镜片的增光膜也有偏振的作用，所以能有效消除反光，但不能绝对消除反光。

为了增加透光率，减少反光量，就必须采用多层加膜技术，超级光谱加膜技术可以做到十层以上的加膜处理，其透光率明显增加，反光量也最大限度减少。如图所示，以玻璃镜片的前表面为例，阿贝数58，没有加膜，光谱从380波长到700波长的光线反光量为4%；做单层增透膜处理，反光量为2.8%；加增透膜十层以上，多层超级光谱加膜技术处理，反光量只有0.9%。所以多层加增透膜的镜片，透光率最好。由于镜片是前后两个表面，所以前后都加多层增透膜十分必要，如前后都没有加膜处理，那么透光率肯定低。国产镜片透光率最高可达97%以上，所以，专业机构建议选用加了多层增透膜且透光率在96%以上的镜片。

根据国家规定，几大类眼镜镜片的透光率标准分别为：白片透光率89%、克斯片85%、克塞片85%、PC85-91%、光白镜片92%、塑胶镜片79%、树脂片89-92%、镀膜片98%。

镜片变质问题一样要引起重视，由于镜片长时间暴露在空气中会因氧化导致发黄，再就是佩戴过程中人为造成镜片磨损，这两个因素都会导致镜片的清晰度和透光率降低，长期佩戴这种眼镜肯定会对眼睛造成危害。所以需对镜片定期更换，时刻注意镜片的透光率十分重要。从科学的角度，即使达到97%以上透光率的镜片，在长期佩戴过程中对眼睛多少都是有伤害的。

总结：近视眼镜不论质量好与坏、价格贵与贱，不可能阻止近视度数增加，更不可能越戴越好，只不过是不同质量的镜片导致近视度数不断增加的速度快慢而已，所以通过做基本原理分析后的结论是，近视眼镜只会越戴越近视！再就是近视眼镜与到各种发亮的电子屏组合后，使得血肉组成的脆弱的人的眼睛更是不堪侵袭，是导致近视率快速提高的主要原因，敬请继续关注《电子屏与近视眼镜组合式攻陷视觉防线的基本原理分析》。

全息生物微波眼镜、冷敷凝胶、中医穴位按摩等成果经过实践检验，对近视、远视、弱视、散光、老花甚至白内障都有不同的调理和治疗效果，而且效果显著，这为眼疾患者带来了福音，也为全体国民保护眼睛健康提供了可靠的保障，相关内容敬请关注《全息生物微波眼镜保护和恢复眼睛健康的科学原理》等科普文章和信息。作者认为不论多好的治疗和调理方案，都不如掌握正确的用眼方法，保持健康的用眼习惯，真正拥有一双自然健康的眼睛好！

愿天下无近视！愿天下没眼疾！愿所有人眼中的世界永远光明清晰！

申明：本文插图和部分信息来源于专业资料和网络