Диоптрии ( Британские орфографии ) или диоптрии ( американское написание ) является единицей измерения от оптической мощности в виде линзы или изогнутого зеркала , который равен обратная величина от фокусного расстояния , измеренного в метрах . (1 диоптрия = 1 м -1 .) Таким образом, это единица обратной длины . Например, в 3- х диоптрий линзы приводит параллельные лучи света , чтобы сфокусироваться на 1 / 3метр. Плоское окно имеет оптическую силу нулевой диоптрии и не вызывает схождения или расхождения света. Диоптры также иногда используются для других величин, обратных расстоянию, в частности радиусов кривизны и вершин оптических лучей.
Основное преимущество использования оптической силы, а не фокусного расстояния заключается в том, что в уравнении производителя линз расстояние до объекта, расстояние до изображения и фокусное расстояние являются обратными. Еще одно преимущество состоит в том, что, когда относительно тонкие линзы расположены близко друг к другу, их сила увеличивается приблизительно. Таким образом, тонкая линза с диоптрией 2,0, расположенная рядом с тонкой линзой с диоптрией 0,5, дает почти такое же фокусное расстояние, как и одиночная линза с диоптрией 2,5.
Хотя диоптрии на основе СИ - метрическая система она не была включена в стандарте , так что не существует никакого международного названия или символ для этой единицы измерения, в международной системе единиц , устройство для оптической мощности необходимо будет явно заданный как обратный метр (м -1 ). Однако большинство языков заимствовали оригинальное название, и некоторые национальные органы по стандартизации, такие как DIN, определяют имя единицы (диоптрия, диоптрия и т. Д.) И символ единицы dpt . В уходе за зрением часто используется символ D.
Идея нумерации линз на основе обратной величины их фокусного расстояния в метрах была впервые предложена Альбрехтом Нагелем в 1866 году. [1] [2] Термин диоптрий был предложен французским офтальмологом Фердинандом Монойе в 1872 году на основе более раннего использования этого термина. dioptrice от Иоганна Кеплера . [3] [4] [5]
В коррекции зрения
Тот факт, что оптическая сила является приблизительно аддитивной, позволяет офтальмологу назначать корректирующие линзы как простую коррекцию оптической силы глаза, а не проводить подробный анализ всей оптической системы (глаза и линзы). Оптическая сила также может использоваться для корректировки основного рецепта чтения. Таким образом, офтальмолог, определив, что близорукому (близорукому) человеку требуется базовая коррекция, скажем, на -2 диоптрии для восстановления нормального зрения вдаль, может затем выписать дополнительный рецепт `` прибавить 1 '' для чтения, чтобы компенсировать отсутствие аккомодации (способность изменять фокус). Это то же самое, что сказать, что для чтения предписаны линзы с диоптрией -1.
У человека полная оптическая сила расслабленного глаза составляет примерно 60 диоптрий. [6] [7] На роговицу приходится примерно две трети этой преломляющей способности (около 40 диоптрий), а на хрусталик - оставшуюся треть (около 20 диоптрий). [6] При фокусировке цилиарная мышца сокращается, чтобы уменьшить напряжение или стресс, передаваемый на хрусталик поддерживающими связками . Это приводит к увеличению выпуклости линзы, что, в свою очередь, увеличивает оптическую силу глаза. Амплитуда размещения составляет примерно от 11 до 16 диоптрий в возрасте до 15 лет, убывающих до приблизительно 10 диоптрий в возрасте 25 лет, и около 1 диоптрии выше 60 лет.
Выпуклые линзы имеют положительную диоптрийную величину и обычно используются для коррекции дальнозоркости (дальнозоркости) или для того, чтобы люди с пресбиопией (ограниченное приспособление пожилого возраста) могли читать с близкого расстояния. Вогнутые линзы имеют отрицательное диоптрийное значение и обычно корректируют миопию (близорукость). Типичные очки для миопии легкой степени имеют оптическую силу от -0,50 до -3,00 диоптрий, в то время как безрецептурные очки для чтения имеют номинал от +1,00 до +4,00 диоптрий. Оптометристы обычно измеряют ошибку рефракции, используя линзы с шагом 0,25 диоптрии.
Кривизна
Диоптрия также может использоваться для измерения кривизны, равной обратной величине радиуса, измеренного в метрах. Например, круг радиусом 1/2 метра имеет кривизну 2 диоптрии. Если кривизна поверхности линзы С и показателем преломления является п , оптическая сила φ = ( п - 1) С . Если обе поверхности линзы изогнуты, считайте их кривизны положительными по отношению к линзе и сложите их. Это дает примерно правильный результат, пока толщина линзы намного меньше радиуса кривизны одной из поверхностей. Для зеркала оптическая сила φ = 2 Кл .
Отношение к увеличительной силе
Увеличительные питания V простой лупы связана с его оптической мощностью ф от
- .
Это примерно то же увеличение, которое наблюдается, когда человек с нормальным зрением подносит увеличительное стекло близко к глазу.
Смотрите также
- Астигматизм
- Диоптрика
- Объектив часы
- Линзметр
- Оптика
- Оптометрии
- Коррекция призмы # Призма диоптрий
- Вертометр
Рекомендации
- ^ Розенталь, Дж. Уильям (1996). Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по коллекционированию . Норман. п. 32. ISBN 9780930405717.
- ^ Коллинз, Эдвард Тричер (1929). История и традиции офтальмологической клиники Мурфилдс: сто лет открытия и развития офтальмологии . Лондон: HK Льюис. п. 116.
- ^ Монойе, Ф. (1872). "Sur l'introduction du système métrique dans le numérotage des verres de lunettes et sur le choix d'une unité de refraction". Annales d'Oculistiques (на французском языке). Париж. 68 : 101.
- ^ Томас, К. «Монойе, Фердинанд» . La médecine à Nancy depuis 1872 (на французском языке) . Проверено 26 апреля 2011 .
- ^ Коленбрандер, август. «Измерение зрения и потери зрения» (PDF) . Институт Смита-Кеттлвелла . Архивировано из оригинального (PDF) 4 декабря 2014 года . Проверено 10 июля 2009 .
- ^ а б Наджар, Дэни. «Клиническая оптика и рефракция» . Eyeweb. Архивировано из оригинала на 2008-03-23 . Проверено 25 марта 2008 .
- ^ Паланкер, Даниэль (28 октября 2013 г.). «Оптические свойства глаза» . Американская академия офтальмологии . Проверено 16 октября 2017 .
- Грейвенкамп, Джон Э (2004). Полевое руководство по геометрической оптике . SPIE Field Guides vol. FG01. Беллингхэм, Вашингтон: SPIE . ISBN 978-0-8194-5294-8. OCLC 53896720 .
- Гехт, Юджин; Альфред, Zając (1987). Оптика (2-е изд.). Чтение, Массачусетс: Аддисон – Уэсли . ISBN 978-0-201-11609-0. OCLC 13761389 .