你的太阳镜靠谱吗?能否防紫外线?关于太阳镜你需知道更多!【生活科学·STEM探究】
在炎热的夏天和其他时候阳光明媚的天气里,我们经常会感到阳光刺眼,尤其在户外走路、骑车时,都要眯着眼镜。通常情况下,我们会选择戴太阳镜来解决这个问题。
太阳镜的用途
1.装饰和美观
戴太阳镜能让面部的轮廓、棱角更突出,同时总是能给人以神秘感,又非常时尚。
比如幻想一下,戴上太阳镜就和苏菲·玛索、安妮·海瑟薇一样美了呢!
2.削弱强太阳光和其中的紫外线
太阳镜,也称遮阳镜,作遮阳之用。人在阳光下通常要靠调节瞳孔大小来调节光通量,当光线强度超过人眼调节能力,就会对人眼造成伤害。所以在户外活动场所,特别是在夏天,需要采用遮阳镜来遮挡阳光,以减轻眼睛调节造成的疲劳或强光刺激造成的伤害。
由于到达地球表面的太阳光线中含有紫外线,人眼的角膜和晶体是最容易受到紫外线损害的眼部组织,而“白内障”是与之密切相关的眼部疾病。由于环境对臭氧层的破坏,以及人们夏季户外活动的增加,紫外线对人眼的伤害已不容忽视。
人们眼睛的角膜能吸收所有的紫外线B和绝大部分的紫外线A。然而,还是有一部分紫外线A会到达眼睛的晶状体。长时间地吸收紫外线A可能导致白内障,少量穿过角膜到达视网膜的紫外线A能导致视网膜黄斑变性,而黄斑变性是致使65岁以上老人失明的主要原因。长期暴露在强烈的紫外线下会导致眼睛癌症或光化性角膜炎,也就是视网膜的灼伤。这种情况经常发生在冬天下雪后晴天的户外,雪面反射太阳眩光,因而通常被称为雪盲。
问题的由来
像雪子小编这样的穷人,是买不起BOLON、MOLSION、RAYBAN、DIOR、GUCCI等牌子的太阳镜的,所以去过夜市、地摊、精品店、淘宝网买过太阳镜。
那么问题来了,这些从夜市、地摊、精品店、淘宝网购买的廉价太阳镜靠谱吗?能够阻挡紫外线吗?
对于这个问题,我们依旧采用科学的探究方法来解决!
一、提出问题
1.市场上的廉价太阳镜防紫外线的效果如何?是否具备明显差异?
2.如果有差异,是否与镜片的材质、种类、颜色有关?
二、作出假设
1.廉价太阳镜的防紫外线的效果参差不齐,应该和产品的价位相关。
2.常见的轻薄易碎的塑料镜片防紫外线效果最差,而如同镜子一样的反光太阳镜的防紫外线效果最好,因为阳光都被反射出去了。
3.颜色越深的防紫外线能力越好,越浅的越不好。
三、确定和控制变量
1.太阳镜的种类:价位和质量从低到高的都要有,同时种类、颜色要齐全,要包括上述的劣质塑料镜片太阳镜、反光太阳镜。
2.材质和佩戴感受:在测试前要整理统计好每个样本的材质和佩戴感受,以便于分析和对比。
3.测试环境:选择天气晴朗、紫外线强烈时候统一进行测试。
4.测试方式:记录遮挡前后的紫外线变化情况。
四、验证假设
实验材料:6副太阳镜,由于材料有限,小编并没有大牌太阳镜,故只有廉价太阳镜。(备注:颜色由浅到深依次排序。)
2.数字化实验仪器:装有数据采集软件的电脑、数据采集器、UVA/UVB传感器。
3.实验步骤:
在今年春天时,我们发表了一篇用紫外线传感器做小实验的文章,其中就有用紫外线传感器对HM太阳镜和偏光镜的遮挡紫外线的能力进行测试的小实验。此次我们依旧采用这样的方法。揭秘!你的太阳镜真的能防紫外线吗?一天中何时紫外线最强?
⑴连接电脑、数据采集器、UVA/UVB传感器,设置采集时间为60秒。
⑵在下午阳光正足时,在朝西的阳台,将传感器伸出窗外对准太阳所在的方向,采集户外阳光的紫外线强度。
⑶然后将太阳镜罩在探头前段,继续采集遮挡后的紫外线强度。
⑷保存数据。
五、收集数据
1.玫红框玫红色镜片太阳镜
2.大红框渐变红色镜片太阳镜
3.米白框渐变茶色镜片太阳镜
4.黑框黑灰色白水银镜片太阳镜
5.彩框黑灰色蓝水银镜片太阳镜
6.灰框灰色镜片偏光眼镜
六、解释数据
1.数据表
2..遮挡前的紫外线强度范围都差不多,我们依然以UVA/UVB的最低值来给它们进行排序,数值由低到高排序。
七、陈述结论
1.由数据可以看出,几种不同种类、质量的太阳镜的防紫外线能力参差不齐。
2.玫红框玫红色镜片太阳镜与大红框渐变红色镜片太阳镜的防紫外线能力就排名最末,不过第二个的防UVB能力还可以。它们的镜片材质看着也很差。
3.我们一开始猜测反光镜片的防紫外线能力最强(因为阳光许多都被反射出去了),通过数据来看,染色镜片(米白框渐变茶色镜片太阳镜)与偏光变色镜片也可以达到与之持平的防紫外线效果,并且这两者的颜色、透光率(根据视野清晰的程度判断)都比反光镜片的好,看物体也更加清晰一些。
4.从颜色深浅来看,我们不能完全以镜片颜色的深浅来判断防紫外线能力的好坏。比如其中颜色最强的灰框灰色偏光变色镜片偏光眼镜(UV400)的防紫外线能力就很好,透光率也很高,但是其防紫外线能力依旧很强!
八、拓展思考
1.仅凭防紫外线能力一项,是否完全可以判断一个太阳镜的质量好坏?思考一下,除了它,还有哪些因素会影响太阳镜的质量?
太阳镜的技术指标除了UV(防紫外线程度)之外,还有:顶焦度偏差、棱镜度、光透射比、色极限、交通讯号透射比、抗冲击性等。简而言之就是可以分为四类:看物体是否变形、看物体是否清晰、能否准备辨别颜色、材料是否结实。
2.劣质太阳镜都有哪些缺点,分别都有哪些危害呢?
⑴防紫外线能力弱
当眼睛接收到过多光线时,它会自然地收缩虹膜。一旦虹膜收缩到极限状态时,接着人们就需要眯眼。如果光线仍然过多时,例如雪反射出来的太阳光,将会对视网膜产生损伤。优质太阳镜能滤去多达97%的入眼光线以避免伤害。
而戴上劣质太阳镜,眼前光线会变暗,而在黑暗中人的瞳孔会变大,从而增加了进入眼睛的光线,而劣质太阳镜又不能遮挡紫外线。因此,使得进入眼睛的紫外线量也会升高。
⑵顶焦度偏差、棱镜度不合格
尽管墨镜大多是平光镜,但劣质墨镜制作粗糙,往往存在屈光度超标、镜片厚薄不一、颜色不均匀、光学性能差等问题,长时间佩戴容易导致视物模糊、头痛、头晕、眼花、疲劳等情况,严重的还会导致视力下降等。
简而言之就是透过镜片看物体会导致物体的大小、形状有偏差。在这种情况下,首先会影响视力,其次则影响视觉判断,容易发生意外事故。
⑶透射比不合格
镜片透光率地导致看物体不够清晰,眼睛需要非常费力去看清物体。
“戴上这种劣质太阳镜看东西格外吃力,需要放大瞳孔,使眼肌和视觉神经处于高度紧张状态。长期戴还可能导致视力下降、日光性角膜炎、角膜内皮损伤、眼球黄斑变色等眼部疾病,不要以为小小太阳镜,不会对人造成伤害!”
⑷色极限、交通讯号透射比不合格
通常,我们佩戴的太阳镜由于本身具有颜色,都会使得周围环境的颜色有些许变化,但是这需要控制在一定范围之内。通过镜片观察红、黄、绿交通讯号,标准中规定其相应的对于交通讯号的透射比为:对红色讯号应≥8%;对黄色和绿色讯号应≥6%。
平常我们可以通过观察的方法来判断:在没有配戴太阳镜前,先观察红、绿、黄等颜色的物体,然后戴上太阳镜,观察同样的物体,两次观察的颜色不能偏色。
若各色交通讯号透射比太低,则降低了对讯号的识别能力,也是交通事故的隐患之一。
⑸抗冲击性太弱
对于明示具有防护功能或符合ANSI(美国国家标准)的镜片,其必须能承受16g钢球自1.27m的高度自由下落冲击而不碎裂。该指标是对具有防护功能眼镜的最低要求。
一般情况下,劣质太阳镜大多韧性差且十分脆弱,很容易就被压碎、撞碎。抗击性能不符合要求的太阳镜。在受到外力冲击时镜片容易破碎,碎片会对人的眼睛形成致命伤害。
3.劣质太阳镜可导致“太阳镜综合症”
太阳镜综合症,是指滥用太阳镜而致的视力下降、视物模糊、头痛、头晕、眼花、烦躁和不能久视等一系列症状的症候群。这种病症体现为多种不适感觉,如早期在眼睛靠近鼻子周围的部位有明显的麻木感和刺痛感,呼吸时症状更加明显,很像感冒,还有人感到像有小虫子在脸上爬走,上颌牙龈麻木,上门齿感觉不适,局部血液循环不畅引起皮肤炎症,眼睛酸胀,视力减退。
生理解剖表明,在眼睛下方有一个小孔,叫眶下孔,此孔内有一条重要的神经分支,即三叉神经的眶下神经。它分布于口裂眼裂之间的皮肤及鼻部,主管感觉功能。由于太阳镜的重量及镜圈着力点压迫眶下神经,就会导致神经分布区域的不适,多在戴太阳镜的2—3周后出现。此外,戴上太阳镜后,进入眼内的可见光减少,瞳孔会自然放大,造成前房角狭窄。戴的时间长了,就容易诱发闭角型青光眼急性发作,患者还可能出现眼红、眼痛、头痛、视力急剧下降,甚至伴有恶心、呕吐等症状。
4.如何选购合格太阳镜?