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La propagation de la lumière peut être décrite à l'aide de la théorie des ondes électromagnétiques. La distance qui sépare la crête d'une onde lumineuse de la suivante est appelée longueur d'onde λ.
La plage de rayonnements optiques (de 100 nm à 1 mm) couvre les zones des ultraviolets (UV), de la lumière visible (VIS) et de l'infrarouge (IR). Les longueurs d'ondes de la lumière visible couvrent la plage de 380 à 780 nm. Pour décrire une certaine couleur de la lumière visible, la longueur d'onde est définie dans le vide.
L'indice de réfraction n d'un verre désigne le ratio entre la vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de la lumière dans le verre.
En raison d'une baisse de vitesse lorsqu'elle traverse le verre, la lumière change de direction si elle est incidente obliquement sur la surface du verre. Ce processus est connu sous le nom de réfraction. Plus l'indice de réfraction du matériau est élevé, plus la baisse de vitesse de la lumière, et donc la réfraction, sont élevés. La lumière se réfracte plus fortement si les de verres ont un indice de réfraction élevé.
La réflectance est le ratio entre la lumière réfléchie et à la lumière incidente sur une interface entre deux médias optiques. Si on multiplie par la réflectance, on obtient le pourcentage de réflexion de la lumière. Les verres munis d'un revêtement antireflet permettent de réduire la quantité de lumière réfléchie et augmente ainsi la transmission du verre.
Absorbance α
L'atténuation de la lumière, lorsqu'elle passe à travers un verre, est connue sous le nom d'absorbance. Plus un verre est foncé, plus l'absorbance est importante.
Transmission τ
La transmission désigne la capacité d'un verre à laisser passer la lumière. La transmission d'un verre antireflet est le ratio entre la lumière émergente et la lumière incidente. La transmission d'un verre avec un revêtement antireflet est plus élevée que celle d'un verre identique sans revêtement.
La somme de la réflectance et de l'absorbance permet de déterminer le facteur de réduction lumineuse. Le facteur de réduction lumineuse est un paramètre important de l'optique ophtalmique et s'exprime en pourcentage. Il indique le niveau de teinte auquel un verre a été soumis.
Chaque teinte de lumière, caractérisée par sa longueur d'onde dans le vide, se propage à travers le verre à différentes vitesses. Plus la longueur d'onde est courte, plus la vitesse de la lumière est faible à travers le verre. C'est la raison pour laquelle une lumière bleue à onde courte se réfracte plus fortement qu'une lumière rouge à onde longue. Il existe donc différents indices de réfraction pour une lumière rouge, verte et bleue.
Si une lumière blanche se réfracte sur un verre, elle se divise dans ses différentes composantes de couleur, chacune d'entre elles se réfractant différemment. Ce processus est connu sous le nom de dispersion.
Le numéro d'Abbe est utilisé pour décrire les propriétés de dispersion d'un verre. C'est le ratio entre l'angle de déflexion δe et l'angle de dispersion moyen δF’C’.
Un numéro d'Abbe faible indique un niveau élevé de dispersion. Il ne doit pas être inférieur à 30 pour assurer qu'aucune frange de couleur ne vienne altérer la vision périphérique.
Plus l'indice de réfraction n est élevé,
La puissance équivalente F est la valeur inverse de la longueur focale mesurée en mètres. Tout comme la puissance équivalente d'une surface optique effective, la puissance équivalente d'un verre de correction s'exprime en dioptries (D).
La puissance de surface se calcule à l'aide du ratio de la différence entre les indices de réfraction de deux médias et le rayon de courbure de ladite surface. Les deux puissances de surface F1 et F2 donnent la puissance équivalente F d'un verre en prenant en compte l'épaisseur du centre t.
L'optique ophtalmique utilise non seulement la puissance équivalente F'n mais aussi la puissance frontale arrière F'n pour désigner la puissance d'un verre. Il s'agit de la valeur inverse de la longueur focale frontale arrière f’n, exprimée en mètres.
Pour mesurer la puissance frontale arrière d'un verre, on utilise un frontofocomètre.
La taille d'une image sur la rétine d'un œil corrigé à l'aide de lunettes est différente de l'image d'un œil emmétrope (normal) de la même longueur. La différence de la taille de l'image dépend entre autres du facteur de forme du verre.
Le facteur de forme est le ratio entre la puissance frontale arrière et la puissance équivalente. Dans un verre d'épaisseur finie, la puissance équivalente et la puissance frontale arrière diffèrent (F ¬ F’n). L'agrandissement de forme S est dans ce cas supérieur à 1 (S >1). Un verre imaginaire infiniment mince a un facteur de forme de 1 (S = 1). En d'autres termes, la formule F’n = F désigne le cas unique possible pour un verre infiniment mince.