Dioptrická síla a zvětšení: 7 faktů, které byste měli vědět!

Na co odkazuje Diopter?

Jednotka optické síly zakřiveného zrcadla nebo čočky se označuje jako Diopter (D). Dioptrická síla je dána převrácenou hodnotou ohniskové vzdálenosti povrchu čočky nebo zrcadla (v metrech), tj. [1D = 1 m-1]. Například objektiv s ohniskovou vzdáleností ½ metrů má optickou sílu 2D. Rovinné zrcadlo nebo ploché sklo má ohniskovou vzdálenost rovnou nekonečnu (∞) a optický dioptrický výkon rovný nule; proto nemohou konvergovat ani odklonit světelné paprsky.

Na co odkazuje termín Dioptrics?

Termínem dioptrie se rozumí studium lomu světla přes čočky. Dalekohledy, které používají a konvexní čočka se často nazývají „dioptrické“ dalekohledy. Alhazen, otec moderní optiky, provedl počáteční studie dioptrie.

Vztah mezi optickou mohutností a ohniskovou vzdáleností

V roce 1866 Albrecht Nagel jako první navrhl optickou sílu (převrácenou od ohniskové vzdálenosti) pro značení / číslování čoček. Později v roce 1872 tento termín vytvořil francouzský oftalmolog Ferdinand Monoyer dioptrie pro optickou / refrakční sílu ovlivněnou termínem Johannesa Keplera dioptrie.  Mezinárodní systém jednotky neobsahuje žádný oficiální symbol pro Diopter. Avšak symboly D or dpt. se běžně používají. 

Proč je v rovnici výrobce objektivů upřednostňováno použití dioptrické energie před ohniskovou vzdáleností?

Tvůrce objektivu

B354 Lamps5730 upraveno 1

používá převrácenou hodnotu ohniskové vzdálenosti. Díky použití optického výkonu se proto výpočty stávají jednoduchými a pouhé přidání výkonů může poskytnout přibližnou ohniskovou vzdálenost, když je tloušťka čočky zanedbatelná. Například pokud je tenká 1-dioptrická čočka umístěna velmi blízko k tenké 2-dioptrické čočce, pak je výkon výsledného systému čoček přibližně 3-dioptrie. 

Jaká je optická dioptrická síla pro lidské oko?

 Průměrné lidské uvolněné oko má optickou sílu přibližně 60 dioptrií. Krystalická oční čočka představuje pouze 1/3 celkové refrakční schopnosti (tj. Přibližně 20 dioptrií). Rohovka přispívá zbývající 2/3 refrakční síly (tj. Kolem 40 dioptrií).  

Zajímavým faktem o lidském oku je, že může do určité míry měnit / upravovat svou optickou sílu. Tato schopnost lidského oka měnit svou optickou sílu se označuje jako amplituda akomodace. Toho je dosaženo kontrakcí a relaxací ciliární svaly podle napětí / stresu oka, objektu, který má být zaostřen, a množství přijatého světla. Tato schopnost však s věkem klesá. Do věku 15 let může lidské oko pojmout 11 až 16 dioptrií, které klesnou na 10 dioptrií ve věku 25 let. Po dosažení věku 1 let se dále sníží na 60 dioptrii. 

Jaká je povaha dioptrické síly sférických čoček a zrcadel?

Konkávní čočky jsou spojeny se záporným optickým dioptrickým výkonem, tj. Tyto čočky mají odlišnou sílu.

Konkávní čočka 1
Konvexní čočka Zdroj obrázku: Uživatel Fir0002 on en. Wikipedie

Konvexní čočky jsou spojeny s kladnou optickou dioptrickou silou, tj. Tyto čočky mají konvergující sílu.

dioptrická síla
Konvexní čočka Zdroj obrázku: Uživatel Fir0002 CC BY-SA 3.0

Síla těchto čoček se měří pomocí objektivometru a síla oka se měří autorefraktorem. 

Konvexní zrcátka jsou spojena se záporným optickým výkonem, tj. Tato zrcátka mají odlišnou sílu a běžně se používají jako zpětná zrcátka ve vozidlech.

2008 03 14 Konvexní zrcadlo ve vjezdu do garáže Atlanta
Konvexní zrcadlo
Zdroj obrázku: Ildar Sagdejev (Pěkný), 2008-03-14 Konvexní zrcadlo ve vchodu do garáže v AtlantěCC BY-SA 4.0

Konkávní zrcadla jsou spojena s kladným optickým výkonem, tj. Tato zrcadla mají konvergující sílu a běžně se používají při holení zrcadel a dalekohledů. 

Dental Mirror 01 upraveno 1
Konkávní zrcadlo Zdroj obrazu: AfroBrazilskýZubní zrcátko 01CC BY-SA 3.0

Jaký je vztah mezi zvětšovací silou a optickou dioptrickou silou?

Jednoduché zvětšovací sklo se zvětšovacím výkonem V souvisí s optickým výkonem φ skla o 

V = 0.25 m x φ + 1

Tento výraz udává přibližné zvětšení pozorované osobou s normálním viděním při použití lupy k prohlížení objektu.

To ukazuje, že zvětšovací výkon je přímo úměrný optickému výkonu. S nárůstem zvětšovacího výkonu se tedy zvyšuje i dioptrický výkon. 

Jaký je vztah mezi optickou dioptrickou silou a zakřivením?

Zakřivení čočky lze měřit v dioptriích jako převrácená hodnota poloměru čočky (v metrech). Například pokud má sférická čočka poloměr 1/5 metru, její zakřivení je 5 dioptrií. 

Nechť C je zakřivení jednoho z povrchů čočky an je index lomu čočky. Poté je optická síla čočky dána vztahem 

φ = (n - 1) C. 

To ukazuje, že optický výkon je přímo úměrný zakřivení čočky. Čím více zakřivení, tím více energie. Pokud má čočka na obou stranách zakřivené povrchy, lze její zakřivení považovat za pozitivní pro čočku a přidat ji. To lze sledovat, pouze pokud je tloušťka čočky mnohem menší než poloměr zakřivení. V případě zrcadla je optická síla dána vztahem φ = 2C (kde C je zakřivení odrážející strany.)

Chcete-li se dozvědět více o objektivometru, navštivte https://techiescience.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/ & pro návštěvu autorefraktoru https://techiescience.com/autorefractor/

Také čtení: