Come funzionano le lenti degli occhiali da vista?

Gli occhiali sono una delle grandi invenzioni che hanno migliorato la vita al genere umano. Già nel tredicesimo secolo ci sono fonti scritte che documentano l'utilizzo degli occhiali in Veneto. I primi occhiali venivano appoggiati sul naso e consistevano in due lenti concave o convesse, per focalizzare correttamente la luce sulla retina dell'occhio. Nel tempo sono stati utilizzati per correggere varie problematiche oculari, dalla miopia all'astigmatismo, dall'ipermetropia alla presbiopia. Scopriamo insieme il cos'è il fenomeno della rifrazione della luce, come funzionano le lenti e il tipo di lente adatto ad ogni problematica.

Come funzionano le lenti

La rifrazione della luce è uno dei principali fenomeni della fisica delle onde (chiamata anche meccanica ondulatoria) e sta alla base del funzionamento delle lenti da vista. Questo fenomeno consiste nella deviazione della direzione di propagazione della luce quando passa da un materiale ad un altro con diversa densità, a causa del cambiamento della velocità di propagazione della luce. Nel caso delle lenti da vista, i materiali utilizzati sono trasparenti per permettere il passaggio della luce nello spettro del visibile.

Le principali tipologie di lenti

Quando i raggi incidono sulla lente da vista, vengono deviati secondo la legge di Snell. Essa mette in relazione i coefficienti di rifrazione della luce nei due mezzi (ovvero l'aria e la lente), l'angolo della luce incidente e l'angolo della luce uscente (angolo di rifrazione). In base alla configurazione della lente (divergente o convergente), si hanno spessori differenti al centro della lente rispetto ai bordi. Nel caso di lenti positive (dette anche convesse o convergenti) la parte centrale della lente è più spessa, per farli convergere tutti in un solo punto, chiamato fuoco. Nel caso di lenti divergenti (dette ance concave o divergenti) la parte centrale della lente è più fina rispetto ai bordi, per allontanare il punto focale dalla lente stessa.

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Esistono poi le lenti a contatto toriche, la cui forma è allungata: questa presenta poteri diottrici differenti in base all'asse e all'orientamento. Queste lenti servono per correggere la curvatura della cornea o del cristallino, quindi si utilizzano per risolvere problemi legati all'astigmatistmo.
Esistono infine le lenti multifocali e le lenti progressive, che uniscono due funzioni: le visione da lontano e quella da vicino. Per gli occhiali progressivi, la parte superiore della lente è divergente, mentre quella inferiore convergente. Per le lenti a contatto invece si parla di "cerchi concentrici", cioè zone convergenti e divergenti intervallate (dette anche "lenti multifocali"). Le lenti progressive invece sono formate da una parte divergente centrale e una convergente sul contorno.

I disturbi visivi

I disturbi visivi possono essere differenti: i più comuni sono miopia, presbiopia, ipermetropia e astigmatismo. Vediamo per ciascuno quali sono le caratteristiche delle lenti utilizzate.

Miopia

Quando i raggi vengono focalizzati davanti alla retina, come nel caso della miopia, l'immagine risulta sfocata. Per correggere questo problema di vista è necessario usare una lente negativa per spostare il punto focale sulla retina e aumentare la profondità del fuoco. Lo stesso effetto si può raggiungere diminuendo l'apertura delle palpebre, strizzando gli occhi. Ecco perché chi è affetto da questo disturbo tende inizialmente a chiudere le palpebre per focalizzare la luce.

Presbiopia

La presbiopia è l'inverso della miopia: la focalizzazione avviene oltre la retina e la vista è offuscata da vicino. Con l'età vi è una perdita graduale di messa a fuoco da vicino, causata dal cristallino dell'occhio che perde elasticità. Si corregge con lenti positive. Spesso chi è affetto da questo tipo di disturbo e non ha gli occhiali tende ad allontanare gli oggetti (ad esempio una pagina di giornale) per vederci meglio.

Ipermetropia

Anche nel caso dell'ipermetropia la focalizzazione avviene oltre la retina, ma in questo caso il problema è spesso presente dalla nascita e la vista può essere offuscata sia da vicino che da lontano. Questo difetto visivo spesso non è rilevato in giovane età perché bilanciato dai muscoli ciliari e dal cristallino (la lente biconvessa presente all'interno del nostro occhio). L'ipermetropia tipicamente colpisce in primis la visione vicina, poiché richiede un maggiore sforzo, e col tempo sfuoca anche la visione lontana. Si corregge con lenti positive.

Astigmatismo

Un altro problema abbastanza diffuso è l'astigmatismo. I raggi che attraversano l'occhio non si focalizzano in un solo punto. Per questo problema esistono le lenti toriche.

Come vengono prodotte le lenti da vista?

Le lenti da vista sono spesso fatte di vetro (chiamato vetro minerale) o di materiale plastico (chiamato vetro organico).
Le lenti in vetro minerale si producono tramite il processo di fusione dei materiali componenti ad alte temperature.  Successivamente, a freddo, si applicano i processi di sgrassatura, smerigliatura e lucidatura, per dar forma alle lenti e renderle trasparenti. Le lenti in materiale plastico si producono a partire da componenti plastici (monomeri) che vengono colati e fusi in stampi tramite un processo noto come polimerizzazione.