Moc dioptryczna i powiększenie: 7 faktów, które powinieneś wiedzieć!

Co oznacza Diopter?

Jednostka miary mocy optycznej zakrzywionego zwierciadła lub soczewki jest nazywana dioptrią (D). Moc dioptryczną jest odwrotnością ogniskowej powierzchni soczewki lub zwierciadła (w metrach), tj. [1D = 1m-1]. Na przykład obiektyw o ogniskowej wynoszącej ½ mierniki mają moc optyczną 2D. Lustro płaskie lub płaskie szkło ma ogniskową równą nieskończoności (∞) i optyczna moc dioptryczna równa zero; dlatego nie mogą zbiegać się ani rozchodzić promieni świetlnych.

Do czego odnosi się termin Dioptrics?

Termin dioptria odnosi się do badania załamania światła przez soczewki. Teleskopy wykorzystujące a soczewka wypukła często nazywane są teleskopami dioptrycznymi. Alhazen, ojciec współczesnej optyki, przeprowadził wstępne badania dioptrii.

Zależność między mocą optyczną a ogniskową

W 1866 roku Albrecht Nagel jako pierwszy zasugerował moc optyczną (odwrotność ogniskowej) do oznaczania / numerowania soczewek. Później, w 1872 roku, francuski okulista Ferdinand Monoyer ukuł ten termin dioptria dla mocy optycznej / refrakcyjnej pod wpływem terminu Johannesa Keplera dioptria.  Międzynarodowy system jednostki nie zawiera żadnego oficjalnego symbolu dioptrii. Jednak symbole D or podm. są powszechnie używane. 

Dlaczego użycie mocy dioptrycznej jest preferowane w stosunku do ogniskowej w równaniu producenta soczewek?

Równanie twórcy soczewek

Lampy B354 edytowano 5730

wykorzystuje odwrotność ogniskowej. Dlatego przy użyciu mocy optycznej obliczenia stają się proste, a po prostu dodanie mocy może dać przybliżoną ogniskową, gdy grubość soczewki jest znikoma. Na przykład, jeśli cienka soczewka 1-dioptryczna jest umieszczona bardzo blisko cienkiej soczewki 2-dioptrycznej, wówczas moc powstałego układu soczewek wynosi około 3 dioptrii. 

Jaka jest optyczna moc dioptryczna ludzkiego oka?

 Przeciętne rozluźnione oko ludzkie ma moc optyczną około 60 dioptrii. Krystaliczna soczewka oka odpowiada za zaledwie 1/3 całkowitej mocy refrakcyjnej (tj. Około 20 dioptrii). Rogówka odpowiada za pozostałe 2/3 mocy refrakcyjnej (tj. Około 40 dioptrii).  

Ciekawostką dotyczącą ludzkiego oka jest to, że może ono do pewnego stopnia zmieniać / dostosowywać swoją moc optyczną. Ta zdolność ludzkiego oka do zmiany jego mocy optycznej jest określana jako amplituda akomodacji. Osiąga się to poprzez skurcz i rozluźnienie mięśnie rzęskowe zależnie od napięcia / stresu oka, obiektu, na którym ma być skupiony, i ilości otrzymanego światła. Ta zdolność jednak słabnie z wiekiem. Do 15 roku życia ludzkie oko może pomieścić od 11 do 16 dioptrii, które zmniejszają się do 10 dioptrii w wieku 25 lat. Po osiągnięciu 1. roku życia spada do 60 dioptrii. 

Jaka jest natura dioptrii soczewek sferycznych i luster?

Soczewki wklęsłe mają ujemną moc optyczną, tj. soczewki te mają moc rozbieżną.

Soczewka wklęsła 1
Soczewka wypukła Źródło obrazu: Użytkownik Jodła 0002 on pl.wikipedia

Soczewki wypukłe są związane z dodatnią mocą optyczną, tj. soczewki te mają moc zbieżną.

moc dioptryczna
Soczewka wypukła Źródło obrazu: Użytkownik Jodła 0002 CC BY-SA 3.0

Moc tych soczewek mierzy się za pomocą obiektywometru, a moc oka mierzy się za pomocą autorefraktora. 

Lusterka wypukłe mają ujemną moc optyczną, tj. Lusterka te mają rozbieżną moc i są powszechnie stosowane jako lusterka wsteczne w pojazdach.

2008 03 14 Lustro wypukłe w wjeździe do garażu Atlanta
Wypukłe lustro
Źródło obrazu: Ildar Sagdejev (Zwodniczy), 2008-03-14 Wypukłe lustro w wejściu do garażu w AtlancieCC BY-SA 4.0

Lustra wklęsłe są związane z dodatnią mocą optyczną, tj. Lustra te mają zbieżną moc i są powszechnie stosowane w lusterkach do golenia i teleskopach. 

Lustro dentystyczne 01 edytowano 1
Lustro wklęsłe Źródło obrazu: AfroBrazylijczykLusterko dentystyczne 01CC BY-SA 3.0

Jaki jest związek między mocą powiększającą a optyczną mocą dioptryczną?

Proste szkło powiększające o mocy powiększającej V jest powiązane z mocą optyczną φ szkła wg 

V = 0.25 m x + 1

Wyrażenie to podaje przybliżone powiększenie obserwowane przez osobę o normalnym wzroku, gdy używa szkła powiększającego do oglądania obiektu.

To pokazuje, że moc powiększania jest wprost proporcjonalna do mocy optycznej. Stąd, wraz ze wzrostem mocy powiększającej, wzrasta również moc dioptrii. 

Jaka jest zależność między optyczną mocą dioptryczną a krzywizną?

Krzywizna soczewki może być mierzona w dioptriach jako odwrotność promienia soczewki (w metrach). Na przykład, jeśli soczewka sferyczna ma promień 1/5 metra, jej krzywizna wynosi 5 dioptrii. 

Niech C będzie krzywizną jednej z powierzchni soczewki, a n będzie współczynnikiem załamania światła soczewki. Następnie moc optyczną soczewki podaje się przez 

φ = (n - 1) C. 

To pokazuje, że moc optyczna jest wprost proporcjonalna do krzywizny soczewki. Im większa krzywizna, tym większa moc. Gdy soczewka ma zakrzywione powierzchnie po obu stronach, wówczas ich krzywizny można uznać za pozytywne dla soczewki i dodać. Można to śledzić tylko wtedy, gdy grubość soczewki jest znacznie mniejsza niż promień krzywizny. W przypadku zwierciadła moc optyczną podaje φ = 2 ° C (gdzie C jest krzywizną strony odbijającej).

Aby dowiedzieć się więcej o wizycie w obiektywometrze https://techiescience.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/ i dla wizyty autorefraktora https://techiescience.com/autorefractor/

Przeczytaj także: