Диоптрия ( британское написание ) или диоптрия ( американское написание ), символ dpt , — это единица измерения с размером обратной длины , эквивалентная одному обратному метру , 1 dpt = 1 м -1 . Обычно он используется для выражения оптической силы линзы или изогнутого зеркала , которая представляет собой физическую величину , равную обратной фокусному расстоянию , выраженному в метрах . Например, линза с силой 3 диоптрии фокусирует параллельные лучи света на расстоянии 1 ⁄ метра . Плоское окно имеет оптическую силу 0 диоптрий, так как оно не заставляет свет сходиться или расходиться. Диоптрии также иногда используются для обозначения других величин, обратных расстоянию, в частности, радиусов кривизны и сходимости оптических лучей .
Основное преимущество использования оптической силы, а не фокусного расстояния, заключается в том, что в формуле тонкой линзы расстояние до объекта, расстояние до изображения и фокусное расстояние являются обратными величинами. Кроме того, когда относительно тонкие линзы расположены близко друг к другу, их сила примерно увеличивается. Таким образом, тонкая линза с диоптрией 2,0, помещенная рядом с тонкой линзой с диоптрией 0,5, дает почти такое же фокусное расстояние, как и одиночная линза с диоптрией 2,5.
Хотя диоптрия основана на метрической системе СИ , она не была включена в стандарт, поэтому для этой единицы измерения не существует международного названия или символа — в международной системе единиц эта единица оптической силы должна была бы должен быть указан явно как обратный метр (м -1 ). Однако большинство языков заимствовали исходное название, а некоторые национальные органы по стандартизации, такие как DIN, указывают название единицы измерения (диоптрия, диоптрия и т. Д.). 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 «диоптрия» был предложен французским офтальмологом Фердинандом Монойером в 1872 году на основе более раннего использования термина. диоптриса Иоганна Кеплера . [3] [4] [5]
Тот факт, что оптическая сила примерно аддитивна, позволяет офтальмологу назначать корректирующие линзы в качестве простой коррекции оптической силы глаза , а не проводить подробный анализ всей оптической системы (глаза и хрусталика). Оптическая сила также может быть использована для корректировки базового рецепта чтения. Таким образом, офтальмолог, определив, что человеку с миопией (близорукостью) требуется базовая коррекция, скажем, в -2 диоптрии для восстановления нормального зрения вдаль, он может затем выписать дополнительное предписание «добавить 1» для чтения, чтобы компенсировать недостаток. отсутствие аккомодации (способности менять фокус). Это то же самое, что сказать, что для чтения предписаны линзы с −1 диоптрией.
У человека общая оптическая сила расслабленного глаза составляет примерно 60 диоптрий. [6] [7] На долю роговицы приходится примерно две трети этой преломляющей силы (около 40 диоптрий), а на хрусталик приходится оставшаяся треть (около 20 диоптрий). [6] При фокусировке цилиарная мышца сокращается, чтобы уменьшить напряжение или напряжение , передаваемое на хрусталик поддерживающими связками . Это приводит к увеличению выпуклости хрусталика, что, в свою очередь, увеличивает оптическую силу глаза. Амплитуда аккомодации составляет от 11 до 16 диоптрий в возрасте 15 лет, снижается примерно до 10 диоптрий в возрасте 25 лет и примерно до 1 диоптрии в возрасте старше 60 лет.
Выпуклые линзы имеют положительную диоптрию и обычно используются для коррекции гиперметропии (дальнозоркости) или для того, чтобы позволить людям с пресбиопией (ограниченной аккомодацией в пожилом возрасте) читать с близкого расстояния. Вогнутые линзы имеют отрицательную диоптрию и обычно корректируют близорукость (близорукость). Типичные очки для легкой близорукости имеют силу света от -0,50 до -3,00 диоптрий, тогда как продаваемые без рецепта очки для чтения имеют мощность от +1,00 до +4,00 диоптрий. Оптометристы обычно измеряют ошибку рефракции , используя линзы с шагом 0,25 диоптрии.
Диоптрию также можно использовать для измерения кривизны , равной обратной величине радиуса , измеренного в метрах. Например, круг радиусом 1/2 метра имеет кривизну 2 диоптрии. Если кривизна поверхности линзы равна C , а показатель преломления равен n , оптическая сила равна φ = ( n - 1) C . Если обе поверхности линзы изогнуты, считайте их кривизну положительной по отношению к линзе и складывайте их. Это дает примерно правильный результат, лишь бы толщина линзы была много меньше радиуса кривизны одной из поверхностей. Для зеркала оптическая сила равна φ = 2 C .
Увеличительная сила V простой лупы связана с ее оптической силой φ соотношением
Примерно такое увеличение наблюдается, когда человек с нормальным зрением подносит увеличительное стекло близко к глазу.
