생활과 과학-시력교정술, 안경의 원리

라섹을 해봤습니다

그리고 관련된 글을 써봅니다

시력교정술 종류와 병원 선택은

아래글을 참고해주세요

2023.02.03 - [삶/정보] - 라섹 후기- 병원선택, 라식 라섹 선택, 시력교정술 후기

라섹 후기- 병원선택, 라식 라섹 선택, 시력교정술 후기

 

이번글에서는 시력교정술과 안경의 원리에 대하여

이야기 하고자 합니다

 

글의 순서는

1. 눈의 구조에서 수정체와 망막의 관계, 빛의 굴절

2. 안경의 원리

3. 시력교정술의 원리

입니다.

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1. 수정체와 망막, 빛의 굴절

먼저 설명드릴 것은 눈의 수정체와 망막입니다

우리가 사물을 보는 원리는 

사물에서 나온 빛이 수정체를 통해 굴절하여  망막에 맺힙니다

망막에서 전기신호로 바뀌어 시신경을 타고 뇌로 전달되어

우리는 사물을 볼 수 있습니다

외부에서 들어오는 빛을 수정체가 모아서 망막에 맺히면 사물을 볼 수 있습니다

수정체가 빛을 모으는 원리는 빛의 굴절에 의한 것입니다

빛의 속도는 매우 빠르다고 알려져 있습니다

약 3억 km/s 입니다

하지만 이 속도는 절대적이지 않고 

빛이 어디를 지나느냐에 따라 달라집니다

진공 속의 빛은 방해물이 없지만

물 속에서의 빛은 물 때문에 느려집니다

이렇게 빛이 이동하는 곳을 매질이라고 합니다

 

매질에서는 빛의 속력의 변화의 정도에 따라 굴절률이라는 수치를 도입합니다

즉, 굴절률이 높은 매질에서 빛은 느리게 갑니 다

 

만약 우리가 평소처럼 걷는다고 해보겠습니다

그런데 오른쪽발에 무거운 추를 달겠습니다

오른발은 보폭이 작아지고 왼발은 그대로 일 것입니다

아마 우리는 걸으면서 조금씩 오른쪽으로 가게 됩니다

 

같은 원리로 더 가기 힘든 곳에 빛이 들어서면

그 부분이 느려지면서 빛이 꺽이게 됩니다

이를 빛의 굴절이라고 합니다

매질의 경계에서 비스듬하게 들어가면 빛이 휘어집니다. 이를 굴절률 차에 의한 빛의 굴절이라고 합니다

이처럼 굴절률이 다른 두물질 사이를 지날 때 

빛은 꺽이는 현상(굴절)을 하게 됩니다

수정체의 모양을 잘보면 돋보기의 볼록렌즈와 비슷합니다

렌즈로 들어가는 경계에서 한번 나오는 경계에서 한번

총 두 번의 굴절이 일어나서 빛이 꺽여서 모이게 됩니다

 

이렇게 수정체에서 모아진 빛은 망막에 맺힐 수 있게 됩니다

 

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2. 시력에 문제가 생기는 이유

수정체가 빛을 모아서 망막에 맺히게 해주면

우리는 사물을 또렷하게 볼 수 있습니다

하지만

만약 수정체나 수정체를 돕는 근육에 문제가 생겨서

수정체가 제 역할을 다못한다면 어떻게 될까요?

시력에 문제가 오게 됩니다

대표적인 시력 문제인 근시와 원시 입니다

우리의 수정체는 가까운 사물을 볼 때 두꺼워지고

멀리있는 사물을 볼 때 얇아집니다

 

즉 두꺼워지는게 힘들어지면 가까운데 있는걸 보기어렵고

얇아지는게 힘들어지면 멀이 있는걸 보기 어려워집니다

 

보통 가까운걸 잘 못보는 것을 원시

멀리있는 것을 잘 못보는 것을 근시 라고 합니다

대부분 젊은 사람들은 근시로 고생을 하고(원시도 있을 수 있습니다)

노안이 오면 원시로 고생합니다

원시는 망막의 뒤에 근시는 망막의 앞에 빛이 모여서 망막에 제대로 상이 맺힐 수 없다

물론 난시의 경우도 있지만

난시 또한 정난시, 부정난시로 나뉘며

각각 각막의 모양, 각막표면의 문제이기 때문에

이번 주제와는 달라 다루지 않겠습니다

 

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3. 안경의 원리

안경은 보통 두 가지로 나뉩니다

돋보기 안경, 일반 안경

돋보기 안경은 원시의 경우, 일반 안경은 근시의 경우 착용합니다

(난시는 배제하도록 하겠습니다) 

 

돋보기 안경은 볼록렌즈(빛을 모아주는 역할)

일반 근시용 안경은 오목렌즈(빛을 퍼트리는 역할)

을 합니다

 

원시의 경우 빛이 망막의 뒤에 맺히기 때문에 볼록렌즈로 더 모아주고

근시의 경우 빛이 망막의 앞에 맺히기 때문에 오목렌즈로 퍼트려줍니다

 

이렇게 안경으로 망막에 빛이 잘 맺혀 시력을 교정할 수 있습니다

 

시력이 나쁠 수록 빛을 많이 모으고 많이 퍼트려야합니다

어떻게 해결할 수 있을까요?

바로 렌즈의 굴절률을 높히는 방법입니다

안경원에서 안경알을 고를 떄 몇번 압축이라는 말을 사용합니다

왜 그렇게 불리는지는 잘모르지만

실제 그 렌즈들의 스펙을 보면 굴절률이 높은 재료입니다

즉, 압축된정도=굴절률이 높은 정도 라고 생각하시면 될 듯합니다

 

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3. 시력교정술의 원리

시력교정술도 망막에 맺히지 않던 빛을 망막에 맺히게 해줍니다

렌즈삽입술은 렌즈를 안구에 넣는 방식이므로

안경을 안에 쓴다고 생각하시면 편할듯합니다

 

그럼 라식과 라섹은 각막을 깍아내는데 왜 빛이 제대로 모이게 될까요?

보통 시력교정술은 근시에만 사용하는 것으로 알고 있어

근시 기준으로 설명해 보려고 합니다

 

근시는 빛이 망막의 앞쪽에 맺히기 때문에

오목렌즈를 이용헤서 교정할 수 있습니다

 

만약 각막으로 오목렌즈를 만들 수 있다면?

안경없이 안경효과를 낼 수 있지 않을까요?

 

우리의 각막은 공기보다 굴절률이 높습니다

그런 각막 안을 렌즈모양으로 깍아내서

빛이 각막내에서 굴절을 통해 안경의 효과를 내게 하는 것이

시력교정술(라식, 라섹)의 방법입니다

 

굉장히 정밀한 작업이라 레이저로 시행되고

사람의 시력을 측정하여 필요한만큼 각막을 깍아 낸다고 합니다

 

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마무리

필자는 몇일 전에 라섹수술을 받았습니다

겁쟁이고 여러 수술중에 선택이 어려워

수술들에 대해 공부해 보고

혹시 다른사람들에게 도움이 될까 싶에 글을 적어봅니다

 

도움이 되셨기를 바랍니다

감사합니다.