مفهوم التوتر
عند مناقشة مفهوم التوتر، علينا حتماً أن نشمل التوتر. يشير الإجهاد إلى القوة المتولدة داخل الجسم لمقاومة التشوه تحت القوى الخارجية. من ناحية أخرى، يشير الانفعال إلى التغيرات النسبية في شكل وحجم الجسم تحت تأثير القوى الخارجية. هذين المفهومين، باعتبارهما معلمات مهمة لوصف وقياس سلوك وأداء المواد تحت الضغط، يستخدمان على نطاق واسع في مجال علم المواد.
إجهاد العدسة
في مجال علم المواد، يعد الإجهاد مفهومًا مهمًا. يعد إنتاج العدسات الراتنجية اتجاهًا تطبيقيًا مهمًا في هذا المجال، حيث يتضمن المعرفة ذات الصلة بمواد العدسات. في الوقت الحاضر، العدسات السائدة في السوق مصنوعة بشكل أساسي من مواد الراتنج. أثناء عملية الإنتاج، لا يمكن تجنب توليد الضغط في العدسات. ومما يثير القلق بشكل خاص أن تأثير إجهاد العدسات لا يمكن تحديده بصريًا بالعين المجردة، ولا يمكن مراقبته بشكل فعال إلا بمساعدة معدات الاختبار البصرية المتخصصة مثل مقياس الضغط. أثناء عملية الإنتاج، قد تظهر العدسات عمومًا نوعين من ظواهر الإجهاد الداخلي: إجهاد التوجيه وإجهاد الانكماش. يمكن أن يكون لهذين النوعين من الضغط تأثير معين على جودة العدسات وأدائها، وبالتالي يجب منحهما الاهتمام الكافي.
① إجهاد التوجه
أثناء عملية صب المواد الراتنجية، تتعرض السلاسل الجزيئية لضغط عالي وقوى قص عالية، مما يجعلها تخضع لتغييرات جذرية. نظرًا لحقيقة أن السلاسل الجزيئية للمادة يتم تجميدها في حالة مضطربة ومسترخية قبل أن تعود بالكامل إلى حالتها الطبيعية، يتم إنشاء إجهاد الاتجاه المتبقي. هذه الظاهرة واضحة بشكل خاص في مواد الكمبيوتر.
شرح بسيط:
العدسة مصنوعة من مادة الراتنج. أثناء عملية التشكيل، يُظهر الانتقال من العدسة السائلة إلى العدسة الصلبة تجانسًا غير كامل، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي. يظهر هذا الضغط الداخلي على شكل ضغط من المناطق ذات الكثافة الأعلى إلى المناطق ذات الكثافة الأقل.
②إجهاد الانكماش
أثناء عملية إنتاج المواد الراتنجية، قد تواجه السلاسل الجزيئية، أثناء انتقالها من الذوبان إلى التبريد، توزيعًا غير منتظم لدرجات حرارة التبريد بسبب الاختلافات في سمك جدار المنتج أو قنوات مياه التبريد. وبالتالي، فإن هذا الاختلاف في درجات الحرارة يمكن أن يؤدي إلى درجات متفاوتة من الانكماش في مناطق مختلفة. قد يؤدي الاختلاف في معدلات الانكماش بين المناطق المختلفة إلى إجهاد متبقي نتيجة لتأثيرات قوى الشد والقص.
شرح بسيط:
أثناء عملية التبريد لإنتاج العدسة، يمكن أن تؤدي عوامل مثل الاختلافات في سمك العدسة وعلاقتها بمعدات التبريد الداخلية، على سبيل المثال، التبريد الأسرع في بعض المناطق والتبريد الأبطأ في مناطق أخرى، إلى توليد إجهاد داخلي.
القضاء على إجهاد العدسة
1. تحسين تقنيات الإنتاج
من أجل تقليل توليد الضغط الداخلي أثناء تصنيع العدسات، تعمل الشركات المصنعة للعدسات باستمرار على تحسين تقنيات الإنتاج وتحسينها. أثناء عملية إنتاج العدسة، تخضع العدسة لثلاث خطوات معالجة بدرجة حرارة عالية. تعمل عملية المعالجة الأولى على تحويل العدسة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة وتزيل الضغط المتأصل داخل المادة الصلبة. وتهدف عمليتا العلاج التاليتان إلى التخلص من الضغط الداخلي عدة مرات، وبالتالي تحقيق البنية الداخلية الأكثر اتساقًا للعدسة.
2. تخفيف إجهاد العدسة
وفقا لتفسير قانون هوك في الفيزياء، في ظل ظروف الإجهاد المستمر، يتناقص الإجهاد تدريجيا مع مرور الوقت، وهي ظاهرة تعرف باسم منحنى استرخاء الإجهاد. وهذا يعني أن تأثيرات إجهاد الاتجاه والانكماش المتولدة أثناء عملية إنتاج العدسة تضعف تدريجيًا مع زيادة وقت تخزين العدسة بعد التشكيل. يرتبط وقت استرخاء إجهاد العدسة ارتباطًا وثيقًا بالإجهاد والضغط الخارجي. في الظروف العادية، سينخفض الضغط على العدسة إلى الحد الأدنى بعد حوالي ثلاثة أشهر من الانتهاء من إنتاج العدسة. لذلك، بشكل عام، يتم التخلص بشكل أساسي من الضغط الداخلي في العدسة بعد خروجها من المصنع.
جيل التوتر في النظارات
نظرًا لفهم إجهاد العدسة، فإننا نعلم أن تأثير الضغط على منتجات العدسات الفردية صغير نسبيًا، ويمكن حتى اعتباره غير مهم. لذلك، في المعيار الوطني للعدسات في الصين، لا يتم تضمين معلمات الضغط في معايير التأهيل. إذًا، ما هو السبب الجذري لإجهاد النظارات؟ يرتبط هذا بشكل أساسي ارتباطًا وثيقًا بتكنولوجيا عملية إعداد النظارات المخصصة.
في متاجر النظارات بالتجزئة، أثناء عملية تثبيت العدسة الأرضية في الإطار، يقوم أخصائي البصريات بطحن العدسة بشكل أكبر قليلاً من الحجم الفعلي المطلوب لمنع العدسة من أن تكون فضفاضة للغاية ويمكن فصلها بسهولة عن الإطار. وهذا يضمن ملاءمة آمنة عند تثبيت العدسة على الإطار بمسامير، مما يمنعها من الانزلاق. ومع ذلك، فإن هذه العملية قد تزيد من إجهاد العدسة، مما يؤدي إلى عدم الراحة عند ارتدائها. قد تؤدي أبعاد العدسة كبيرة الحجم أو الإفراط في تشديد براغي الإطار إلى انكسار غير متساوي على سطح العدسة، مما يؤدي إلى ظهور تموجات تشبه الموجة ويؤثر على جودة التصوير.
ظاهرة توليد إجهاد النظارات
1. الانكسار المزدوج
نظرًا لحجم الطحن الأكبر قليلاً للعدسة، فإن الشد أثناء عملية التجميع يؤدي إلى ضغط المنطقة الطرفية للعدسة، مما يؤدي إلى زيادة الكثافة. يؤدي هذا التغيير في الكثافة إلى تغيير معامل الانكسار الأصلي للعدسة، مما يؤدي إلى حدوث "انكسار مزدوج" في العدسة.
2. منحرف
التشتت أثناء عملية تجميع النظارات، إذا كان الحجم ضيقًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى ضغط العدسة، مما يؤدي إلى "تجاعيد" السطح وإثارة تشتت منحرف للعدسة.
عند مواجهة مثل هذه المشكلات، يمكننا إزالة العدسة من الإطار لتغيير حالة العدسة المضغوطة. يعد هذا التغيير بمثابة تعديل مؤقت للضغط، وبعد إزالة القوة الخارجية، يمكن تخفيف حالة العدسة أو حتى استعادتها بالكامل. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه في حالة حدوث تغيرات في الضغط الداخلي على المدى الطويل بسبب الضغط الخارجي، حتى لو تم تفكيك العدسة وإعادة تجميعها، فلا يمكن ضمان استعادة العدسة إلى حالتها الأصلية. في هذه الحالة، الخيار الوحيد هو اختيار تخصيص عدسة جديدة.
يعد إجهاد العدسة أكثر شيوعًا في النظارات ذات الإطار الكامل، وفي النظارات شبه بدون إطار، يمكن أن يحدث أيضًا إذا كان سلك الحافة ضيقًا جدًا. يحدث هذا النوع من الظواهر عادةً في المنطقة الطرفية للعدسة، ويكون للضغط الطفيف تأثير بسيط على جودة الرؤية ولا يمكن ملاحظته بسهولة. ومع ذلك، إذا كان الإجهاد مفرطًا، فإنه سيؤثر على المنطقة البصرية المركزية، مما يؤدي إلى عدم وضوح الرؤية والتعب البصري، خاصة عند النظر إلى المحيط أو أثناء حركات المسح.
نظرًا لأن إجهاد النظارات يحدث في الغالب بسبب ضغط الإطار، فإن النظارات بدون إطار تظهر أداءً أفضل في تخفيف الضغط.
طريقة الاختبار الذاتي لإجهاد النظارات
بعد تعرضها لقوى خارجية، ستنتج العدسات المصنوعة من مواد مختلفة أنماط ضغط مختلفة بسبب الاختلافات في الكثافة والصلابة والبنية الداخلية. ومع ذلك، قد تحدث ظواهر الإجهاد بغض النظر عن المادة. فيما يلي مقدمة موجزة لطريقة اختبار التحمل. الأدوات اللازمة هي شاشة الكمبيوتر والعدسات المستقطبة.
طريقة التشغيل:
1. قم ببدء تشغيل الكمبيوتر وافتح مستند Word فارغًا. (يتطلب اختبار الإجهاد استخدام الضوء المستقطب، وتعد شاشة الكمبيوتر مصدرًا شائعًا لضوء اختبار الإجهاد.)
2. ضع النظارة أمام شاشة الكمبيوتر ولاحظها بعناية لمعرفة ما إذا كانت هناك أي ظواهر غير طبيعية.
3. استخدم العدسات المستقطبة (تشمل الخيارات النظارات الشمسية المستقطبة، ومشابك العدسات المستقطبة، ونظارات الأفلام ثلاثية الأبعاد) لمراقبة أنماط الضغط على عدسات النظارات وشاشة الكمبيوتر.
يمكن للعدسات المستقطبة أن تكشف عن التشوه المخطط في المنطقة الطرفية للعدسة، وهو مظهر من مظاهر أنماط الإجهاد. عادةً ما يظهر توزيع الضغط على النظارات كنقاط ضغط ومجالات ضغط، وترتبط درجة أنماط الضغط ارتباطًا وثيقًا بتأثير إجهاد النظارات. ومن خلال تحليل توزيع أنماط الضغط، يمكننا بسهولة تحديد اتجاه الضغط ومقدار الضغط الذي تعرضت له العدسة أثناء عملية التجميع.
عند الفحص، لا تزال العدسة الأصلية قبل التجميع تحتوي على درجة معينة من الضغط في غياب القوى الخارجية. ويرجع ذلك إلى القوى غير المتساوية مثل الضغط والانكماش أثناء عملية الإنتاج، مما يؤدي إلى الإجهاد الداخلي. ومن الجدير بالذكر أنه من الصعب تجنب وجود إجهاد داخلي في النظارات، ومن المقبول وجود قدر صغير أو أدنى من أنماط الإجهاد. وفي الوقت نفسه، لا ينبغي توزيع أنماط الضغط على المركز البصري للعدسة لتجنب التأثير على جودة الرؤية.
ختاماً
يمكن أن يكون لتأثيرات الإجهاد التي تسببها النظارات تأثير على جودتها البصرية، مثل عدم الراحة عند ارتدائها والتشتت في المجال البصري المحيطي. ومع ذلك، يجب أن ندرك أنه من الصعب تجنب حالة الإجهاد التي تسببها النظارات، وطالما أنها ضمن نطاق معقول، فإن التأثير على الرؤية يمكن أن يكون ضئيلًا تقريبًا. تستفيد العدسات المخصصة من تقنية المخرطة، مما يؤدي إلى انخفاض ظروف الضغط، وأصبحت الآن المنتج المهيمن في سوق النظارات الراقية.
وقت النشر: 12 يناير 2024