Вопрос ЛевМих про УФ-спектр и очки

zeus

Старейшина
Лев Кириллович, развейте сомнения.

На сайтах производителей и продавцов очков пишут, будто от ультрафилотета защищают только дорогие стеклянные очки со специальным покрытием.
Но я точно помню, что полный УФ-спектр пропускает только кварцевое стекло. А обычное стекло и даже поликарбонат давят УФ-спектр практически полностью (речь о силе излучения от солнца на Земле, а не специальных источников и не в космосе).

Кто прав?
 

ЛевМих

Изредка модератор
На сайтах производителей и продавцов очков пишут, будто от ультрафилотета защищают только дорогие стеклянные очки со специальным покрытием.
Но я точно помню, что УФ-спектр пропускает только кварцевое стекло. А обычное стекло и даже поликарбонат давят УФ-спектр практически полностью
Мягко выражаясь, не совсем так. Я не интересовался этими делами специально, но немало знаком со смежными вопросами, и потому попробую ответить в виде разной инфы, в основном смежной. ИМХО, ниже - обширный набор подсказок для критического изучения рекламных проспектов.

Проблема защиты глаз от УФ излучения Солнца вызвана тем, что солнечное УФ излучение большой интенсивности (хуже всего - снег в горах) вызывает т.н. "снежную слепоту", а кумуляция больших доз даже умеренно интенсивного УФ излучения провоцирует катаракту (помутнение роговицы хрусталика). Т.е. в горах (особенно при наличии снега) или на снежной равнине в ясный солнечный день такая защита - насущная необходимость, а в остальных случаях - снижение риска катаракты. Однако для защиты от "снежной слепоты", НЯЗ, нужно не только подавить УФ излучение, но также ослабить видимое излучение - т.е., нужны темные солнцезащитные очки с дополнительной ф-цией подавления УФ. А вот для снижения риска катаракты темнота не требуется - нужно только подавление УФ.

Излучение короче 300...320 нм, весьма биологически активное (вызывает загар и меланому), задерживается любым стеклом, кроме специальных марок: т.н. "увиолевое" стекло прозрачно от 280 нм, "вульгарное" кварцевое стекло - от 250...260 нм (портит полоса поглощения следов железа при 240 нм), а особо чистое кварцевое ультрафиолетовое (марка КУ-1) - аж от 170 нм (в то время как воздух - только от 180...190 нм!). Стеклянные очковые линзы, НЯЗ, всегда делают из стекол марок ЛК-... ("легкий крон" - наибольшая стойкость к царапанью и минимальная дисперсия) - у них граница прозрачности как раз около 320 нм, а практически полная непрозрачность - короче 280...300 нм. Кстати, "по умолчанию" границы прозрачности определяются по пропусканию 50% при толщине 1 см.

Т.о., любые стеклянные очки защищают от более жесткого УФ излучения, чем 300 нм (от 300 до 200 нм - "средний" УФ диапазон "MUV" по стандартам ISO, а все, что еще короче, поглощает воздух). Однако "ближнее" УФ излучение (от 400 до 315 нм - диапазон UVA по ISO) также вредно для глаз - а чистое очковое стекло его пропускает практически полностью. Так что стеклянные очки могут защищать от ближнего УФ только если стекло специально легированное или на линзы нанесено специальное покрытие. Наверняка применяют оба метода, но подробности я не знаю, и это не входит в мои интересы.

А вот поликрабонат (НЯЗ, наиболее популярная пластмасса для пластиковых линз) прозрачен примерно от 380 нм и потому сам по себе обеспечивает неплохую защиту глаз от УФ. ЕМНИП, "обрезание" УФ излучения короче 380 нм считается врачами защитой глаз от солнечного УФ на 95% (поскольку поражающее действие УФ быстро возрастает при укорочении длины волны). Если же 95% защиты мало (ИМХО, этого действительно может быть мало в заснеженных горах), то нужны специальные очки, к-рые, как и стеклянные, могут быть легированными или/и со специальным покрытием. На картинке - спектр пропускания чистого поликарбоната:

Svetopronicaemost-polikarbonata.jpg

ЗЫ. Любые пластиковые очки - всегда с диэлектрическим покрытием, основная задача к-рого - радикальное повышение стойкости к истиранию, а заодно оно может улучшить оптические характеристики линз (обычная задача - просветление). Кстати, классическое широкополосное просветляющее покрытие - это 3 слоя замечательных тугоплавких окислов: в порядке от линзы к воздуху - примерно 75 нм двуокиси циркония (соответствующий монокристалл - фианит!), затем примерно 170 нм окиси алюминия (монокристалл - лейкосапфир!) и наконец 100 нм двуокиси кремния (монокристалл - кристаллический кварц). Кварц значительно тверже "обычного" стекла, а сапфир и фианит - многократно его тверже.

В начале 90х, когда пластиковые очки только начинали свое победное шествие, я соучаствовал в разработке технологии просветляющих покрытий для очковых линз из поликарбоната по заказу одного СП. Основная проблема оказалась в том, что хорошее сцепление пленки с подложкой достигается только при довольно высокой температуре подложки в момент нанесения покрытия (оптические покрытия на стекле или кристаллах только так и делают - обычная температура 400 град), но пластики очень плохо согласованы с оптическими пленками по ТКР, и покрытие на пластике "напрягается" и норовит облезть при охлаждении до комнатной температуры. Т.е., стандартный тест на истирание линзы песком не столько царапал покрытие, сколько провоцировал его "облезание". Тем не менее, эту проблему решили "в мировом масштабе" (увы, не мы).
 
Последнее редактирование:

zeus

Старейшина
ЛевМих, Спасибо. В целом, так и думал.
Если же 95% защиты мало (ИМХО, этого действительно может быть мало в заснеженных горах), то нужны специальные очки, к-рые, как и стеклянные, могут быть легированными или/и со специальным покрытием.
ну да. Сноубордические очки хоть и поликарбонатные, но судя по радужному блеску, слой напыления там совсем не тонкий.
 

Seagull_JL

Секретный тролль-прогрессор тов. майора
В молодости я работал сварщиком.
Носил тогда затемнённые очки с металлизированным напылением.

Иногда с маской было не подлезть и тогда я варил в этих очках, прищурив глаза. За всю работу зайчиков не нахватался ни разу.
 

ЛевМих

Изредка модератор
Позанудствую.

Сноубордические очки хоть и поликарбонатные, ...
Как раз поликарбонатные очки значительно проще специальным покрытием довести до полного подавления УФ, чем стеклянные - надо подавить только довольно узкий диапазон от 370...380 до 400 нм (а не от 300...310 до 400 нм для стекла). Такое подавление обеспечивается простейшим "четвертьволновым" многослойным диэлектрическим заркалом. ИМХО, должно быть достаточно 5 или 6 пар чередующихся слоев с высоким (В) и с низким (Н) коэффициентом преломления п (например, двуокись циркония с п = 1,95 и двуокиси кремния с п = 1,45 для ближнего УФ) и затем еще один "непарный" слой "В", и все эти слои должны иметь одинаковую оптическую толщину (геометрическая толщина, умноженная на п), равную четверти центральной длины волны диапазона высокого отражения. Равнотолщинность значительно упрощает контроль процесса напыления.

ЕМНИП, такое зеркало должно отражать более 90% УФ излучения в диапазоне 370...400 нм. Кроме того, нужно несколько дополнительных слоев для подавления повышенного отражения в видимом диапазоне (в т.ч., для подавления т.н. "побочных максимумов" отражения этого зеркала) - итого около 15 слоев с общей толщиной порядка 1 мкм.

А вот для подавления пропускания стеклянной линзы в диапазоне 310...400 нм нужно намного более хитрое и многослойное широкополосное зеркало с неравнотолщинными слоями. Поэтому я подозреваю, что если и применяются стеклянные линзы в очках, защищающих от УФ, то эти линзы - из легированного стекла с краем поглощения около 400 нм. ИМХО, это может быть дешевой альтернативой хитрому покрытию.

... судя по радужному блеску, слой напыления там совсем не тонкий.
Радужный блеск свидетельствует не о толщине покрытия (здесь - максимум 1...2 мкм) и даже не о сугубой многослойности, а лишь об его интерференционной сущности. Так, стандартное двухслойное просветление для середины видимого диапазона вполне радужно блестит, а радужные пятна бензина на мокром асфальте даже однослойные (но с непостоянной толщиной).

В данном случае существенный радужный блеск означает, что не удается за разумные деньги сделать хорошее просветление в видимом диапазоне на фоне "хвоста" спектральной хар-ки зеркала, отражающего УФ. Это вполне естественно - возможности техники многослойных интерференционных покрытий велики, но не безграничны. Под спойлером в качестве шокирующего примера этих возможностей приведено краткое описание минимального набора покрытий, необходимых для классического импульсного лазерного дальномера с длиной волны 1,06 мкм (прочие числа - приблизительные).

1. "Глухое" зеркало резонатора лазера - порядка 15 (нечетное число) чередующихся четвертьволновых слоев "В" и "Н", отражение около 99,5% и пропускание порядка 0,5% при 1,06 мкм (пропускание используется для подачи излучения на фотоприемник точной синхронизации начала измерения).

2. Выходное зеркало резонатора - от одного до 5 таких же слоев, в зависимости от того, какое отражение оптимально для данного типа лазера (1 слой двуокиси циркония ("В") дает отражение около 20%, 4 слоя структуры ВНВН - порядка 30%, 3 слоя ВНВ - порядка 50% и т.д.).

3. Просветление торцев активного элемента (АЭ) лазера, с остаточным отражением <<0,5% при 1,06 мкм - однослойное или двухслойное.

4. Просветление множества разных стеклянных оптических элементов резонатора лазера и выходного телескопа дальномера с остаточным отражением <<0,5% при 1,06 мкм - обычно двухслойное (но не такое, как на АЭ, поскольку существенно различны коэффициенты преломления АЭ и стекол).

5. Поляризующее покрытие на т.н. пленочном поляризаторе электрооптического затвора - хитрое сугубо многослойное неравнотолщинное покрытие, к-рое под углом около 60 град практически полностью пропускает излучение одной поляризации и одновременно сильно отражает (более 99%?) другую поляризацию.

6. Просветление окуляра и примыкающей к нему оптики (прицельная сетка, линзовая или призменная оборачивающая система) - широкополосное просветление на бОльшую часть видимого диапазона (например, классическое трехслойное просветление с остаточным отражением менее 0,5% от от 0,45 до 0,7 мкм, описанное в ЗЫ моего предыдущего поста).

7. Просветление входного объектива, совмещенного для визирования цели и приема сигнала дальномера, а также просветление деталей, примыкающих к этому объективу - хитрое многослойное (не менее 5-6 слоев) неравнотолщинное покрытие с остаточным отражением менее 0,5% как в значительной части видимого диапазона (см. п.6), так и одновременно на 1,06 мкм.

8. Спектроделительное покрытие на гипотенузе стеклянного "кубика", склееного из двух 45-градусных призм, - хитрое сугубо многослойное неравнотолщинное покрытие, к-рое под углом 45 град хорошо пропускает излучение видимого диапазона на сетку (и далее в оборачивающую систему и окуляр) и одновременно хорошо отражает полезный сигнал 1,06 мкм на фотоприемное устройство (ФПУ) дальномера.

9. Интерференционный фильтр перед ФПУ дальномера, выделяющий узкую спектральную полосу вблизи 1,06 мкм на фоне оптических помех, - сугубо многослойная структура из двух многослойных четвертьволновых зеркал (см. п.1), разделенных "полуволновым" слоем "Н".

На фоне п.5 и п.7...9 самые крутые просветления самой крутой фотокиновидеотехники - это детский лепет. Такие дела ...
 
Последнее редактирование:

backfire

Старейшина
На сайтах производителей и продавцов очков пишут, будто от ультрафилотета защищают только дорогие стеклянные очки со специальным покрытием.
ну вот поляроид считает, что его очки все, что надо задерживают: http://polaroid.com/products/polaroid-polarized-sunglasses , а это пластик.
да и на других пластиковых очках часто стоит маркировка, что держат УФ.
 

tarassov737

Водитель грузовика тов. майора
У лёдчикофф глаза чуть менее важны, чем отсутствие мозгов, соответственно стараемся беречь. Бережём ессно пассивно, эт я про себя, или отлынивая от работы или очками. На основании опыта использования пришёл к выводу, что хорошие фильтры- это финансово больно, видимо технологии действительно кусачие. Так же как и грамотные оправы. Проведя в кабине в очках часов 5-8 чувствуешь все недостатки и нанограммы.
Для себя остановился для работы Ray Ban carbon. Невесомые неполяризационные (ибо мультики на окнах и дисплеях). Судя по весу очень качественный и твёрдый поликарбонат.
Для рыбалки, наоборот, поляризованные специально для нахлыста.
Для горных лыж -маска Dragon, модель не помню, со сменными фильтрами на яркий и не очень день, + очки от Oakley специально для "серого" дня.
В итоге, самые дешёвые около 60$ для рыбалки, ибо это всего лишь удобство, ~140-150$ для работы и 150$+180£ для горных лыж, ибо это здоровье, а то и жизнь.
Ушлые мерикацкие летчики писают кипятком про продукцию от Серенгети, мне не понравилось...
Сорри за офф! :oops:
Зы: Поларойды на пошляться по пляжу- одобрямс, только левака много!
 

Улукиткан (ex-Hayam)

Злобный доктор
Хороший тест на УФ-поглощение очков - походить в них день на солнце и посмотреть - если держат, то в районе глаз будут белые круги.
Купленные в итальянском магазине unoeuro держали, но почему-то глаза в них уставали, словно расфокусировались.
Какие у меня очки сейчас - говорить не буду :)
 

ЛевМих

Изредка модератор
Хороший тест на УФ-поглощение очков - походить в них день на солнце и посмотреть - если держат, то в районе глаз будут белые круги.
Я сначала воспринял это как сугубую ересь (ибо любое очковое стекло вроде бы должно не пропускать "средний" УФ, вызывающий загар). Но, прежде чем решительно возразить, полез уточнять числа, и убедился, что очки из "обычного" стекла, лишь слабо защищая глаза от УФ, должны ослаблять скорость загара в несколько раз, но не блокировать его полностью, как поликарбонат (к-рый якобы обеспечивает защиту глаз на 95%). Подробнее - под спойлером.

Солнечный загар (образование меланина при поглощении УФ) вызывается излучением довольно узкого диапазона 280...315 нм (диапазон UVB по ISO). Более длинноволновое излучение не вызывает образование меланина (хотя вредно для глаз), а более коротковолновое еще активнее фотохимически, но практически полностью поглощается озоновым слоем атмосферы.

Излучение UVB полностью поглощается поликарбонатом, у к-рого граница прозрачности около 380 нм, а вот у очковых стекол практическая граница прозрачности как раз около 300 нм. Я не стал искать конкретную марку этих стекол - это заведомо какой-то из легких кронов ЛК-..., а у них у всех близкие хар-ки светопропускания. Я с ходу не смог найти эти хар-ки, но они должны быть очень близки к бесцветному стеклу марки БС-4 из обширного каталога цветного оптического стекла (см. графики в разделе 22 на стр.8 в http://www.elektrosteklo.ru/Color_Glass_Spectral_Transmittance.pdf). А именно, такое стекло толщиной 3 мм (типично для очков) пропускает менее 10% при 290 нм, 30% при 300 нм и 60% при 310 нм.

Другие факторы, определяющие спектральную зависимость эффективности образования загара в диапазоне UVB - это спектральная зависимость скорости фотохимической реакции образования меланина и спектр излучения Солнца. В диапазоне UVB с ростом длины волны скорость реакции должна быстро спадать (общее свойство всякой фотохимии), а интенсивность излучения Солнца, напротив, быстро растет. Так что общий итог - стеклянные очки из "обычного" очкового стекла, лишь слабо защищая глаза от УФ, должны ослаблять загар в несколько раз (х.з. во сколько именно, но явно в разЫ, а не на десятки % и не на порядки). Однако достаточно легировать стекло аналогично марке БС-8 (график там же по ссылке) - и получится защита глаз от УФ, аналогичная поликарбонату.
 
Последнее редактирование:

Техник

Не майор
Где-то читал, что в городских условиях солнцезащитные очки вредны, так как глаза современного человека не получают солнечного света как раньше. Условно говоря, мы все пещереые люди. По недостатку света. На пляже, в горах - другое дело.
 

tarassov737

Водитель грузовика тов. майора
Где-то читал, что в городских условиях солнцезащитные очки вредны, так как глаза современного человека не получают солнечного света как раньше. Условно говоря, мы все пещереые люди. По недостатку света. На пляже, в горах - другое дело.
Расскажи эту ересь кротам! Имхо, нужно делать глазам комфортно, а себе безопасно. В горах joq, себе сделает своим наследством больно, ибо складок рельефа не увидит. Мои на "серый день" не для спасения от солнца, а для чтения склона. Точно также и прозрачный поляризационный фильтр снизит усталость на дороге и в дождь. Про "жОлтые" чудо очки дальнобойщика из магазина-на-диване пусть дальнобои расскажут...:D
 

Чиж

Старейшина
Про "жОлтые" чудо очки дальнобойщика из магазина-на-диване пусть дальнобои расскажут...
Не дальнобой.... но жОлтые очки реально в темноте улучшают видимость :eek: Проверенно мной и моим тестем..... Особенно в сумрак и пасмурную погоду.... попробуй ;)
 

tarassov737

Водитель грузовика тов. майора
Не дальнобой.... но жОлтые очки реально в темноте улучшают видимость :eek: Проверенно мной и моим тестем..... Особенно в сумрак и пасмурную погоду.... попробуй ;)
Ты ж знаешь, я- профессиональный пассажир, а им жОлтые не по чину. Говорили, что у стрелков стеклышки жёлтые бывают, но таскать долго я бы не хотел. Я не про цвет, а про его полезность при длительном ношении. Думаю, более знающие товарищи выскажутся аргументированнее меня.
 

tarassov737

Водитель грузовика тов. майора
А под аватарой написано "Водитель грузовика" :rolleyes:
А у тебя старейшина!:D
Угу, ща до "красной плёнки " договоримся. :D
Ну не может качественная высокотехнологичная пластмасска стоить три копейки на заправке или в телешопе, кмк!
 

Чиж

Старейшина
А у тебя старейшина!
А счас???:D
Угу, ща до "красной плёнки " договоримся.
Лехко :lol::kurultai:И сведем тему к сиськам к прекрасному
Ну не может качественная высокотехнологичная пластмасска стоить три копейки на заправке или в телешопе, кмк!
Не... реально делают картинку контрастнее/четче(y)