Dioptría y potencia dióptrica | Su relación con Magnifying Power

Poder dióptrico

¿A qué se refiere Dioptría?

La unidad de medida de la potencia óptica de un espejo curvo o una lente se denomina dioptría (D). La potencia dióptrica viene dada por el recíproco de la distancia focal de la superficie de la lente o espejo (en metros), es decir [1D = 1 m-1]. Por ejemplo, una lente con una distancia focal de ½ metros tiene una potencia óptica de 2D. Un espejo plano o un vidrio plano tienen una distancia focal igual al infinito (∞) y potencia óptica dióptrica igual a cero; por lo tanto, no pueden converger o divergir los rayos de luz.

¿A qué se refiere el término dioptrías?

El término dioptría se refiere al estudio de la refracción de la luz a través de lentes. Los telescopios que utilizan una lente convexa a menudo se denominan 'dióptrico'telescopios. Alhazen, el padre de la óptica moderna, realizó estudios iniciales de dioptría.

¿Quién encontró la relación entre potencia óptica y distancia focal?

En 1866, Albrecht Nagel fue la primera persona en sugerir el poder óptico (el recíproco de la distancia focal) para etiquetar / numerar lentes. Más tarde, en 1872, un oftalmólogo francés Ferdinand Monoyer acuñó el término dioptría para el poder óptico / refractor influenciado por el término de Johannes Kepler dioptricia.  El sistema internacional de la unidad no ha incluido ningún símbolo oficial de dioptría. Sin embargo, los símbolos D or dpt. son de uso común. 

¿Por qué se prefiere el uso de potencia dióptrica a la distancia focal en la ecuación del fabricante de lentes?

La ecuación del fabricante de lentes

utiliza el recíproco de la distancia focal. Por lo tanto, al usar potencia óptica, los cálculos se vuelven simples y simplemente sumando las potencias se puede obtener la distancia focal aproximada cuando el grosor de la lente es insignificante. Por ejemplo, si una lente delgada de 1 dioptría se coloca muy cerca de una lente delgada de 2 dioptrías, entonces la potencia del sistema de lentes resultante es de aproximadamente 3 dioptrías. 

¿Cuál es la potencia dióptrica óptica para un ojo humano?

 Un ojo relajado humano promedio tiene el poder óptico de aproximadamente 60 dioptrías. La lente del ojo cristalino representa solo 1/3 de la potencia refractiva total (es decir, alrededor de 20 dioptrías). La córnea aporta los 2/3 restantes del poder refractivo (es decir, alrededor de 40 dioptrías).  

Un hecho interesante sobre el ojo humano es que puede variar / ajustar su potencia óptica hasta cierto punto. Esta capacidad del ojo humano para alterar su poder óptico se denomina la amplitud del alojamiento. Esto se logra mediante la contracción y relajación del músculos ciliares según la tensión / estrés del ojo, el objeto a enfocar y la cantidad de luz recibida. Sin embargo, esta capacidad se debilita con la edad. Hasta la edad de 15 años, el ojo humano puede acomodar de 11 a 16 dioptrías que disminuyen a 10 dioptrías a los 25. Esto disminuye aún más a 1 dioptría después de alcanzar los 60 años. 

¿Cuál es la naturaleza del poder dióptrico de los espejos y lentes esféricos?

Las lentes cóncavas están asociadas con una potencia dióptrica óptica negativa, es decir, estas lentes tienen una potencia divergente.

Lente convexa Fuente de imagen: Usuario Abeto0002 on en.wikipedia

Las lentes convexas están asociadas con una potencia dióptrica óptica positiva, es decir, estas lentes tienen una potencia convergente.

potencia dióptrica
Lente convexa Fuente de imagen: Usuario Abeto0002 CC BY-SA 3.0

La potencia de estas lentes se mide con un lensómetro y la potencia del ojo se mide con un autorefractor. 

Los espejos convexos están asociados con potencia óptica negativa, es decir, estos espejos tienen una potencia divergente y se utilizan comúnmente como espejos retrovisores en vehículos.

Espejo convexo
Fuente de la imagen: Ildar Sagdejev (Especioso), 2008-03-14 Espejo convexo en la entrada del garaje de AtlantaCC BY-SA 4.0

Los espejos cóncavos están asociados con un poder óptico positivo, es decir, estos espejos tienen un poder convergente y se utilizan comúnmente en espejos y telescopios de afeitado. 

Fuente de imagen de espejo cóncavo: AfrobrasileñoEspejo dental 01CC BY-SA 3.0

¿Cuál es la relación entre el poder de aumento y el poder dióptrico óptico?

Una simple lupa con un poder de aumento V se relaciona con la potencia óptica φ del vidrio por 

V = 0.25 m x φ + 1

Esta expresión da el aumento aproximado observado por una persona con visión normal cuando usa una lupa para ver un objeto.

Esto muestra que la potencia de aumento es directamente proporcional a la potencia óptica. Por lo tanto, con un aumento en el poder de aumento, el poder dióptrico también aumenta. 

¿Cuál es la relación entre la potencia dióptrica óptica y la curvatura?

La curvatura de una lente se puede medir en dioptrías como el recíproco del radio de la lente (en metros). Por ejemplo, si una lente esférica tiene un radio de 1/5 de metro, entonces su curvatura es de 5 dioptrías. 

Sea C la curvatura de una de las superficies de una lente yn el índice de refracción de la lente. Entonces, la potencia óptica de la lente viene dada por 

φ = (n - 1) C 

Esto muestra que la potencia óptica es directamente proporcional a la curvatura de una lente. Cuanto mayor es la curvatura, mayor es el poder. Cuando una lente tiene superficies curvas en ambos lados, sus curvaturas pueden considerarse positivas para la lente y agregarse. Esto se puede seguir solo cuando el grosor de la lente es mucho menor que el radio de curvatura. En el caso de un espejo, la potencia óptica viene dada por φ = 2C (donde C es la curvatura del lado reflectante).

Para saber más sobre el lensómetro visite https://lambdageeks.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/ y para la visita del autorrefractor https://lambdageeks.com/autorefractor/

Sobre Sanchari Chakraborty

Soy un estudiante entusiasta, actualmente invertido en el campo de la Óptica Aplicada y la Fotónica. También soy miembro activo de SPIE (Sociedad internacional de óptica y fotónica) y OSI (Sociedad óptica de India). Mis artículos tienen como objetivo sacar a la luz temas de investigación científica de calidad de una manera simple pero informativa. La ciencia ha ido evolucionando desde tiempos inmemoriales. Por lo tanto, intento aprovechar la evolución y presentarla a los lectores.

Conectemos a través de https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Frikis Lambda