ทุกวันนี้ แว่นตาช่วยคนหลายล้านที่มีสายตาไม่ดีให้มองเห็นได้อย่างชัดเจน แต่มันทำได้อย่างไร แอนดรู บาสทอโรส และ แคลร์ กิลเบิร์ต เปิดเผยคำตอบโดยอธิบายการสะท้อน -- คุณสมบัติของตัวกลางโปร่งแสง เช่น กระจก น้ำ หรือตา ที่เปลี่ยนทิศทางของแสงที่เดินทางผ่านมัน
กว่า 2000 ปีมาแล้วนักปรัชญาชาวโรมัน เซเนกา ก้มมองดูหนังสือของเขาผ่านแก้วน้ำ ทันใดนั้นเอง ตัวหนังสือที่อยู่ข้างใต้ก็เปลี่ยนไป คำต่างๆมีความชัดเจนมากขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ แต่เป็นระยะเวลาเอกศตวรรษต่อมาหลักการเดียวกันนี้จึงจะนำไปสร้างเป็นแว่นตารุ่นแรก
ทุกวันนี้แว่นตาช่วยคนหลายล้านคนที่มีสายตาไม่ดี เนื่องจากความผิดปกติเกี่ยวกับการหักเห กุญแจสำคัญต่อความเข้าใจวิธีการหักเหแสง ซึ่งคือคุณสมบัติของตัวกลางโปร่งแสงเช่นกระจก น้ำ หรือตา ที่เปลี่ยนทิศทางของแสงที่เดินทางผ่านมัน
ตาจะมีพื้นผิวหักเหแสงอยู่ 2 ชนิดได้แก่กระจกตาและแก้วตา โดยปกติแล้วพื้นที่เหล่านี้จะทำงานด้วยกันเพื่อหักเหแสงออกไปรวมกันอย่างแม่นยำที่เรตินา ซึ่งเป็นชั้นของเนื้อเยื่อที่ไวต่อแสงอยู่ทางด้านหลังของตา ที่ทำงานร่วมกับสมองเพื่อทำให้เกิดภาพ แต่หลายคนมีความผิดปกติเกี่ยวกับการหักเหแสง ไม่ว่าจะเป็นในช่วงเด็กๆในขณะที่พวกเขากำลังเติบโตหรือในช่วงวัยต่อมาเมื่อดวงตามีอายุมากแล้ว ความไม่สมบูรณ์ของกระจกตาและแก้วตาทำให้เกิดแสงที่หักเหออกไปตกอยู่ก่อนหรือหลังเรตินา ภาพจึงออกมาไม่ชัดเจน
คนที่มีปัญหานี้ยังสามารถเห็นสีการเคลื่อนไหวและแสงได้ แต่รายละเอียดที่พวกเรามองเห็นนั้นจะอยู่นอกระยะโฟกัส คนที่มีความผิดปกติเกี่ยวกับการหักเหแสงที่แตกต่างกันมีดวงตาที่แตกต่างกันใน บางรายการหักเหมากเกินไปและในบางรายแสงหักเหน้อยเกินไป ตาที่มีจุดโฟกัสตกอยู่หน้าเวทีนะเรียกว่า myopic หรือสายตาสั้น พวกเขาสามารถเห็นวัตถุที่อยู่ใกล้ๆได้อย่างชัดเจน แต่ของที่อยู่ไกลออกไปจะตกอยู่นอกระยะโฟกัส แต่เมื่อจุดโฟกัสตกอยู่หลังเรติน่า คนพวกนั้นเรียกว่า hyperopia หรือสายตายาว สำหรับคนพวกนั้นวัตถุที่อยู่ใกล้ไม่ได้ตกอยู่ในระยะโฟกัสแต่ของที่อยู่ไกลออกไปกลับคมชัด สุดท้ายบางคนมีกระจกตาที่ไม่ได้เป็นทรงโค้ง ที่ทำให้เกิดสายตาเอียงซึ่งคือรูปแบบหนึ่งของการมองเห็นที่ตกอยู่นอกระยะโฟกัสที่ทำให้วัตถุไม่ชัดเจน ไม่ว่าใกล้หรือไกล
เมื่อเราอายุมากขึ้นตาของเราต้องพบกับความท้าทายใหม่ๆ เมื่อเรายังเด็กกระจกตามีความยืดหยุ่นและสามารถเปลี่ยนรูปร่างเพื่อให้ภาพตกอยู่ในโฟกัสได้ ซึ่งเรียกว่าการเพ่ง มันทำให้วัตถุอยู่ในโฟกัสเมื่อเราเปลี่ยนมุมมองจากไกลเป็นใกล้ แต่เมื่อเราอายุมากขึ้น เลนส์มีความยืดหยุ่นน้อยลงและไม่สามารถเปลี่ยนรูปร่างเมื่อเราต้องการมองวัตถุที่อยู่ใกล้ได้ ซึ่งเรียกว่าสายตาผู้สูงอายุและส่งผลในผู้ใหญ่ที่มีอายุราว 40 ปีขึ้นไป สายตาสั้น สายตายาว สายตาเอียงและสายตาผู้สูงอายุ แต่ละสภาวะเหล่านี้เป็นความผิดปกติเกี่ยวกับการหักเหแสง
ทุกวันนี้เราสามารถแก้ไขได้ด้วยแว่นตาหรือคอนแทคเลนส์ ซึ่งทำงานโดยปรับโฟกัสของแสงใหม่ เพื่อที่แสงจะตกอยู่ตรงไหนถึงเรติน่าและยังสามารถปรับการมองเห็นได้ด้วยการผ่าตัดโดยใช้เลเซอร์เปลี่ยนรูปของกระจกตาและเปลี่ยนคุณสมบัติการหักเหแสงของมัน แต่แว่นตายังคงเป็นที่นิยมที่สุด โดยการใช้เลนส์ที่ทำมาจากช่างฝีมือ เพื่อบังคับแสงให้ตกลงบนจุดที่ต้องการบนใบเรติน่าอย่างเหมาะเจาะ เราก็สามารถกลับมามองเห็นได้อย่างชัดเจน
เรามาไกลมากจากการค้นพบของเซลิกาและแว่นตาหยาบๆจากอดีต ใน ค.ศ. 1727 ช่างทำแว่นตาชาวอังกฤษชื่อว่า เอ็ดเวิร์ด สกาเล็ต พัฒนารูปแบบแว่นตาที่ทันสมัย ซึ่งอยู่เข้าที่เข้าทางได้ด้วยขา ที่มีตะขอสำหรับเกี่ยวหูแต่ละข้าง
ทุกวันนี้แว่นตาได้รับแรงบันดาลใจจากนักออกแบบ แต่พวกมันยังคงมีความแม่นยำและความเฉพาะตัว แต่ละคู่ออกแบบมาสำหรับแต่ละคน เพื่อที่จะให้อำนาจการมองเห็นที่เป็นเอกลักษณ์ ฉะนั้นถ้าคุณเป็นหนึ่งในคน 500 ล้านคน ที่มีปัญหาด้านการมองเห็นระยะใกล้หรือไกลหรือทั้งสองอย่างตาสักครู่หนึ่ง ที่กำลังรอจะเผยโฉมโลกใบใหม่ที่ซ่อนอยู่ในทัศนะเบื้องหน้าของคุณ
ทุกวันนี้แว่นตาช่วยคนหลายล้านคนที่