Dioptría

Ilustración de la relación entre potencia óptica y longitud focal

Una dioptría (ortografía británica) o dioptría (ortografía estadounidense) es una unidad de medida con dimensión de longitud recíproca, equivalente a un metro recíproco, 1 dioptría = 1 m⁻¹. Normalmente se utiliza para expresar la potencia óptica de una lente o espejo curvo, que es una cantidad física igual al recíproco de la distancia focal, expresada en metros. Por ejemplo, una lente de 3 dioptrías trae rayos de luz paralelos para enfocarse en 1⁄3 metro. Una ventana plana tiene una potencia óptica de cero dioptrías, ya que no hace converger ni divergir la luz. Las dioptrías también se utilizan a veces para otros recíprocos de distancia, en particular los radios de curvatura y la vergencia de los haces ópticos.

La principal ventaja de utilizar la potencia óptica en lugar de la distancia focal es que la fórmula de la lente delgada tiene la distancia del objeto, la distancia de la imagen y la distancia focal como recíprocos. Además, cuando las lentes relativamente delgadas se colocan juntas, sus potencias se suman aproximadamente. Por lo tanto, una lente delgada de 2,0 dioptrías colocada cerca de una lente delgada de 0,5 dioptrías produce casi la misma distancia focal que una sola lente de 2,5 dioptrías.

Aunque la dioptría se basa en el sistema métrico SI, no se ha incluido en el estándar, por lo que no existe un nombre o símbolo internacional para esta unidad de medida; dentro del sistema internacional de unidades, esta unidad para la potencia debería especificarse explícitamente como el metro inverso (m⁻¹). Sin embargo, la mayoría de los idiomas han tomado prestado el nombre original y algunos organismos nacionales de estandarización como DIN especifican un nombre de unidad (dioptría, dioptría, etc.) y un símbolo de unidad dpt. En el cuidado de la vista se utiliza con frecuencia el símbolo D.

La idea de numerar lentes en función del recíproco de su distancia focal en metros fue sugerida por primera vez por Albrecht Nagel en 1866. El oftalmólogo francés Ferdinand Monoyer propuso el término dioptría en 1872, basándose en uso del término dioptrice por Johannes Kepler.

En corrección de la visión

El hecho de que las potencias ópticas sean aproximadamente aditivas permite que un profesional de la visión prescriba lentes correctivos como una simple corrección de la potencia óptica del ojo, en lugar de realizar un análisis detallado de todo el sistema óptico (el ojo y el lente). La potencia óptica también se puede utilizar para ajustar una prescripción básica para la lectura. Por lo tanto, un profesional de la visión, después de haber determinado que una persona miope (miopía) requiere una corrección básica de, por ejemplo, −2 dioptrías para restaurar la visión de lejos normal, podría hacer una prescripción adicional de 'agregar 1' para la lectura, para compensar la falta de acomodación (capacidad para alterar el enfoque). Esto es lo mismo que decir que se prescriben lentes de -1 dioptría para leer.

En humanos, la potencia óptica total del ojo relajado es de aproximadamente 60 dioptrías. La córnea representa aproximadamente dos tercios de este poder refractivo (alrededor de 40 dioptrías) y el cristalino aporta el tercio restante (alrededor de 20 dioptrías). Al enfocar, el músculo ciliar se contrae para reducir la tensión o el estrés transferido al cristalino por los ligamentos suspensorios. Esto da como resultado una mayor convexidad de la lente que, a su vez, aumenta la potencia óptica del ojo. La amplitud de acomodación es de aproximadamente 11 a 16 dioptrías a los 15 años, disminuyendo a aproximadamente 10 dioptrías a los 25 años y a alrededor de 1 dioptría por encima de los 60 años.

Los lentes convexos tienen un valor dióptrico positivo y generalmente se usan para corregir la hipermetropía (hipermetropía) o para permitir que las personas con presbicia (la acomodación limitada de la edad avanzada) lean de cerca. Los lentes cóncavos tienen un valor dióptrico negativo y generalmente corrigen la miopía (miopía). Las gafas típicas para la miopía leve tienen una potencia de −0,50 a −3,00 dioptrías, mientras que las gafas de lectura de venta libre tienen una potencia de +1,00 a +4,00 dioptrías. Los optometristas suelen medir el error de refracción utilizando lentes graduados en pasos de 0,25 dioptrías.

Curvatura

La dioptría también se puede utilizar como medida de curvatura igual al recíproco del radio medido en metros. Por ejemplo, un círculo con un radio de 1/2 metro tiene una curvatura de 2 dioptrías. Si la curvatura de la superficie de una lente es C y el índice de refracción es n, la potencia óptica es φ = (n − 1)C. Si ambas superficies de la lente son curvas, considere sus curvaturas como positivas hacia la lente y súmelas. Esto da aproximadamente el resultado correcto, siempre que el grosor de la lente sea mucho menor que el radio de curvatura de una de las superficies. Para un espejo, la potencia óptica es φ = 2C.

Relación con el poder de aumento

El poder de aumento V de una lupa simple está relacionado con su poder óptico φ por

V=0,25m× × φ φ +1{displaystyle V=0.25mathrm {m} times varphi +1}.

Este es aproximadamente el aumento observado cuando una persona con visión normal sostiene la lupa cerca de su ojo.