السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
لقد بحثت كثيراً عن هذا الموضوع في المواقع العربية فلم اجد معلومات مفيدة فبحثت في المواقع الاجنبية فوجدت بعض المقالات فقمت بترجمتها كذلك قمت بزيارة لمصنع لصنع العدسات الطبية بشكل عام وكانت زيارة مفيدة ولخصت لكم هذا المقال خصيصاً لمنتدى الفيزياء التعليمي
ارجو ان تعم الفائدة
عدسات الـ Photochromic :
1- مقدمة:
عدسات الـ Photochromic هي العدسات التي تكون ذات لون شفافي وواضح في الظل وتميل الى العتمة تدريجياً عندما تتعرض الى ضوء الشمس حيث توجد الأشعة الفوق البنفسجية Ultra Violet .
أن مصطلح Photochromic يشير الى تغيير اللون “chromic “ بالتعرض الى الضوء “photo-“ ، لذلك سوف نطلق على المصطلح Photochromic lenses بالعدسات " المتغيرة اللون " ، وتشمل جميع العدسات التي تصبح معتمة بالتعرض الى ضوء الشمس مهما كان لونها. هذه العدسات صُنعت بواسطة شركة Corning في أواخر الستينيات وتطورت من قبل شركة Transitions في التسعينيات، وفي الحقيقة بسبب شهرة شركة Transitions، فان هذه العدسات عادةً مايشار اليها بالعلامة التجارية ®Transition .
2- تركيب العدسات المتغيرة اللون Photochromic lenses
ان هذه العدسات تُصنع من مواد خام مثل السليكا حيث تُصهر الى درجات حرارة عالية جداً ويتم مزج معها ملايين من الجزيئات من مادة كلوريد الفضة silver choloride او هاليد الفضة silver halide . هذه الجزيئات لها خاصية تغير لونها حيث تصبح ذات لون شفافي واضح في الظلام ولكن عند التعرض الى الاشعة الفوق البنفسجية UV الموجودة في اشعة الشمس، فان هذه الجزيئات تعاني من تفاعل كيميائي والذي يسبب تغير لونها. هذه الجزيئات تعمل على امتصاص جزء الطيف المرئي لاشعة الشمس مما يجعلها تصبح معتمة ، وان عدد الجزيئات التي يتغير لونها يزداد مع زيادة شدة اشعة UV . وعند الرجوع الى الظلام فان تفاعل كيميائي معاكس سوف يحصل، فغياب اشعة UV تسبب رجوع سريع للجزيئات الى حالتها الطبيعية مما ينتج خسارة في مميزات الضوء الممتص. أن كلا التفاعلين يحدثان بصورة سريعة وتدريجية مما يسبب تغيير اللون تدريجياً من اللون الباهت الى اللون الغامق فالأغمق.
3- خامات العدسات المتغيرة اللون Photochromic
ان عدسات المتغيرة اللون Photochromic هي عدسات منتشرة بشكل واسع ويمكن تصنيعها من مادة الزجاج او البلاستيك، الا ان طريقة خلط الجزيئات المتغيرة اللون Photochromic molecules تختلف في العدسة الزجاجية عن العدسة البلاستيكية.
• العدسات المتغيرة اللون الزجاجية:
ان العدسات الزجاجية تتكون من ملايين من بلورات هاليد الفضة تُغمر خلال مادة العدسة. فعند التعرض الى اشعة الشمس، فان هذه الجزيئات سوف تقوم بامتصاص الاشعة الفوق البنفسجية UV وبالتالي تتحول الى لون معتم، وبهذا تقل كمية الضوء التي تنفذ من خلال العدسة.
وعند تحريك العدسة من المكان الذي يتواجد فيه اشعة الشمس الى مكان معتم، فان البلورة سوف تعود الى حالتها الطبيعية والعدسة تصبح ذا لون شفافي واضح.
ان مشكلة هذه الطريقة يظهر مع مرور الزمن حيث ان العدسة تكون مختلفة السمك في المركز عن الاطراف، لهذا فان الاجزاء السميكة تظهر بشكل ذا لون اعمق من الاجزاء الرفيعة مع مرور الزمن.
كذلك في حالة كسر احدى عدستي النظارة فان العدسة القديمة تبدو ذا لون داكن واعمق اكثر من العدسة الحديثة وذلك لكثرة تعرضها للاشعة الفوق البنفسجية التي تعمل على زيادة عتمة لون العدسة، لذلك فان الحل لهذه المشكلة يكون اما بتبديل عدستي النظارة معاً بعدسات حديثة متشابهة او تُعَرض العدسة القديمة لضوء الشمس لفترة نصف ساعة على الاقل ليثبت لونها ومقارنتها مع العدسات الحديثة المعرضة لاشعة الشمس ايضاً واختيار عدسة مشابهة لها بدرجة العتمة.
ان اول من طور هذا النوع من العدسات هي شركة Corning في الستينيات كما ذكرنا سابقاً في الولايات المتحدة الامريكية، وان العلامة التجارية لهذه الشركة هي PhotoGray® ، PhotoGray® Extra ، PhotoBrown® Extra ، ،PhotoGray® Thin and Dark.
• العدسات المتغيرة اللون البلاستيكية:
تُصنع العدسات المتغيرة اللون Photochromic البلاستيكية بطريقة مشابهة للعدسات الزجاجية، لكن يُستخدم فيها جزيئات عضوية بدلاً من بلورات هاليد الفضة. ان هذه الجزيئات تكون حساسة للضوء وتنتشر خلال مادة العدسة بطريقة مشابهة لبلورات هاليد الفضة في العدسات المتغيرة اللون الزجاجية. هذا النوع من عملية تغيير اللون يسمى بتقنية
“ in-mass “ . من الشركات التي تستخدم هذه الطريقة هي شركة Rodenstock في شمال امريكا ذات العلامة التجارية ColorMatic® Extra . الا ان شركة Transition Optical تعتبر من اكثر الشركات شهرة في مجال تصنيع العدسات المتغيرة اللون البلاستيكية وتحمل العلامة التجارية ® Transition. ان طريقة صناعتها تختلف عن تقنية “ in-mass “ ، فبدلاً من خلط جزيئات حساسة للضوء في مادة العدسة، عملت الشركة على طلي السطح الامامي للعدسة بطبقة خفيفة thin من مادة المتغيرة اللون. ان هذه المادة الحساسة للضوء سوف تخترق سطح العدسة بشكل منتظم الى عمق مايقارب 0.15 mm . هذا النوع من عملية تغيير اللون يسمى بتقنية “ imbibing “.
شركة Corning أيضاً انتجت حديثاً عدسات بلاستيكية متغيرة اللون ذا معامل انكسار عالٍ سُميت بـ ®SunSensors ، هذه العدسات تُصنع ايضاً بنفس الطريقة حيث يتم طلي السطح الامامي للعدسة وبشكل منتظم بمادة متغيرة اللون لكن بسمك اكبر من تلك الطبقة التي تصنع بواسطة شركة Transition لذلك سُميت بـ Ultra- Thin ، هذه الطبقة السميكة لها عمق اختراق اكبر وتمكن عدسات SunSensors الى التغير الى اللون المعتم والرجوع الى اللون الشفافي بشكل اسرع من العدسات المتغيرة اللون الاخرى.
4- الوان العدسات المتغيرة اللون
معظم العدسات المتغيرة اللون لها لون الرمادي Gray وتدريجاته . وهناك الوان اخرى مثل البني Brown واللون الاخضر Green وتدريجاتهما، الا انهما لايتوفران في جميع خامات العدسات.
5- تأثير درجة الحرارة
جميع العدسات المتغيرة اللون يكون انجازها افضل ( اي تتغير الى اللون المعتم والشفافي بشكل سريع ) في جو بارد .
للاغراض القياسية، العدسات المتغيرة اللون عادة أُختبرت في محيط درجة حرارتهِ تقريباً 72 درجة فهرنهايتية. لكن عند درجات حرارة اعلى فان العدسات المتغيرة اللون تحتاج الى وقت اطول لكي تتغير باللون وربما لن تصل الى نفس درجة العتمة.
6- عمر العدسة المتغيرة اللون Photochromic
معظم العدسات المتغيرة اللون البلاستيكية تفقد جزء من قدرتها على تغيير اللون بعد مرور 18 - 24 شهر من الاستخدام، لذلك للحصول على انجاز جيد يجب تغيير العدسات بعد مرور سنتين من الاستخدام.
7- العدسات المتغيرة اللون والسياقة
ان العدسات المتغيرة اللون تحتاج الى التعرض الى الاشعة الفوق البنفسجية UV من الشمس لكي تتغير باللون، لذا فان معظم العدسات المتغيرة اللون سوف لا تتغير باللون داخل السيارة وذلك لان زجاج السيارة سوف يعكس معظم الاشعة الفوق البنفسجية ويمنعها من الدخول، ولأفضل رؤية عند السياقة في يوم مشمس تُستخدم عدسات شمسية تُشبك على النظارات الأصلية بواسطة مغناطيس او تستخدم نظارات مستقطبة منفصلة كنظارات شمسية.
8- تقليل الوهج من الانعكاس
لأزالة التوهج من انعكاسات الضوء من السطح الخلفي للعدسة المتغيرة اللون تستخدم طبقة ضد الانعكاس Anti – Reflective) AR) وتطلى بها سطحي العدسة او السطح الخلفي للعدسة فقط.
أن عملية الطلي هذه تتم بوضع العدسة في جهاز مفرغ من الهواء ويتم تبخير مادة AR فتترسب على سطح العدسة.
طبقة الـ AR هذه ليس لها تأثير معاكس لعملية تغيير اللون. ان طلي العدسة المتغيرة اللون بطبقة AR سوف يزيد من نفاذية الضوء في كلٍ من الظل والضوء، وان كمية الضوء النافذة خلال العدسة يعتمد على نوعية وماركة طبقة AR . ان هذه الطبقة سوف تعمل على اطالة عمر العدسة المتغيرة اللون ، وكذلك تجعل العمل على الكومومبيوتر اكثر ممتعاً كما انها تحسن من حدة توهج الانوار في سياقة الليل. الا ان هذه الطبقة لاتزيل التوهج من انعكاسات الضوء لبعض السطوح ( مثل زجاج السيارات، الماء، الارصفة ) ولتقليل التوهج من هذه السطوح في الايام المشمسة تُستخدم نظارات شمسية مستقطبة ( او تُستخدم عدسات مستقطبة تُشبك على العدسات المتغيرة اللون ).
أخيراً
أحب ان انوه ان هناك امراض كثيرة تتطلب ارتداء النظارات الشمسية المتغيرة اللون Photochromic Sunglasses وان كل مرض قد يتطلب لون معين.
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)