Indice di Rifrazione

Quando arriva il momento di scegliere la lente da far montare sul proprio occhiale da vista, può esservi capitato che l’ottico vi abbia parlato del materiale, dei possibili trattamenti, della geometria e, fra le altre cose, anche dell’indice di rifrazione.

Ma che cos’è l’indice di rifrazione e perché può essere determinante nella scelta di una lente oftalmica?

L’indice di rifrazione “n” è un numero definito come il rapporto fra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce in un materiale. Proprio perché è un rapporto fra due velocità, non ha unità di misura e in parole semplici esprime il rallentamento che subisce la luce quando attraversa un mezzo diverso dal vuoto. Più è grande n, più la luce subisce una deviazione rispetto all’angolo con cui entra in quel mezzo. L’indice di rifrazione è responsabile di alcuni fenomeni curiosi, tutti descrivibili dalle leggi di Snell che, in ottica geometrica, definiscono le regole della rifrazione di un raggio luminoso. Vi siete mai accorti per esempio che se osservate una matita immersa parzialmente in un bicchiere d’acqua sembra spezzata? E che un remo nel mare sembra più vicino al pelo dell’acqua di quanto non lo sia in realtà? Questi fenomeni si verificano proprio a causa della differenza di indici di rifrazione fra aria e acqua che induce l’osservatore a percepire l’oggetto in una posizione diversa da quella reale.

Effetti di rifrazione della luce:  a sinistra, il bastoncino parzialmente immerso
nell’acqua sembra spezzato. E cosa succede a quest’orso polare senza testa? E’ un divertente effetto ottico, frutto della variazione di indice di rifrazione che la luce incontra sul suo percorso.

L’indice di rifrazione e, in particolare, la sua dipendenza alle diverse lunghezze d’onda della luce crea altri effetti, comunemente osservabili, come quello della dispersione cromatica nei prismi e dell’arcobaleno.

L’indice di rifrazione e le lenti oftalmiche

Ritornando al mondo degli occhiali, le aziende di lenti oftalmiche mettono a disposizione numerosi materiali, organici e minerali, che differiscono anche nell’indice di rifrazione. Quelli organici più utilizzati generalmente hanno n che varia tra 1.50 e 1.74; il range si estende fino a 1.90 per le lenti minerali (Tabella 1). Se consideriamo due lenti identiche nella loro geometria (diametro, curvature e spessori), quella con un materiale con indice di rifrazione più elevato devierà maggiormente la luce e avrà quindi un potere diottrico più alto.

Tabella 1. Lista dei materiali più comuni utilizzati per le lenti oftalmiche e relativi indici di rifrazione e numero di Abbe

Allo stesso modo, a parità di diottria, una lente con indice di rifrazione maggiore, sarà più sottile, più leggera ed esteticamente più gradevole.

Questa diminuzione di spessore al crescere di n diventa particolarmente significativa per diottrie elevate; proprio per questo motivo, i materiali ad alto indice vengono consigliati per correggere alte miopie ed ipermetropie.

Questi tipi di materiali sono generalmente più costosi ma non portano solo benefici.

Per quanto riguarda le lenti commercialmente disponibili infatti, generalmente l’indice di rifrazione è direttamente proporzionale alla dispersione cromatica della lente, descritta dal numero di Abbe. Materiali ad alto indice sono caratterizzati da un numero di Abbe basso, generano dispersione cromatica maggiore ed hanno dunque qualità ottica inferiore.

Per questo motivo, è sempre importante affidarsi al professionista che vi guiderà nella scelta della lente ottimale, una scelta che non dipenderà solamente dal potere diottrico, ma anche dalle vostre esigenze visive e dalla montatura su cui essa andrà montata.

Simulazione grafica di lenti negative (sezione) di differente potere al variare di n. Si può notare come lo spessore ai bordi si riduca significativamente al crescere di n, particolarmente evidente nei poteri più alti

Fonti:

PPG Optical,  Optical Monomers and Coatings. Disponibile da: http://www.ppgoptical.com/Home.aspx
• Sears F.W. (1982) Ottica. Principi di Fisica. Vol. 3. Milano: Casa Editrice Ambrosiana.

Federica Cozza

Federica Cozza
Optometrista
federica201@hotmail.it

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