Dioptrien - Dioptre

Eine Dioptrie ( britische Schreibweise ) oder Diopter ( amerikanische Schreibweise ) ist eine Maßeinheit , der optischen Leistung einer Linse oder gekrümmten Spiegel , der den gleich ist reziprok der Brennweite gemessen in Metern . (1 Dioptrie = 1 m ⁻¹ .) Es ist also eine reziproke Längeneinheit . Zum Beispiel bringt eine 3-Dioptrien-Linse parallele Lichtstrahlen zur Fokussierung auf 1 ⁄ 3 Meter. Ein flaches Fenster hat eine optische Leistung von null Dioptrien und verursacht keine Konvergenz oder Divergenz des Lichts. Dioptrien werden manchmal auch für andere Kehrwerte der Entfernung verwendet, insbesondere für Krümmungsradien und die Vergenz optischer Strahlen.

Der Hauptvorteil der Verwendung der optischen Leistung anstelle der Brennweite besteht darin, dass die Gleichung des Linsenherstellers den Objektabstand , den Bildabstand und die Brennweite als Kehrwerte aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich ihre Brechkräfte ungefähr addieren , wenn relativ dünne Linsen nahe beieinander platziert werden. Somit ergibt eine dünne 2,0-Dioptrie-Linse, die nahe bei einer dünnen 0,5-Dioptrien-Linse platziert ist, fast die gleiche Brennweite wie eine einzelne 2,5-Dioptrien-Linse.

Obwohl die Dioptrien auf der Basis SI - metrisches System hat es nicht in dem Standard aufgenommen worden , so dass es für diese Maßeinheit-im nicht internationalen Namen oder Symbol ist international Maßsystem , ist dieses Gerät für optische Leistung sein müßte explizit als inverser Meter (m ⁻¹ ) angegeben. Die meisten Sprachen haben jedoch den ursprünglichen Namen übernommen und einige nationale Normungsgremien wie DIN geben einen Einheitennamen (Dioptrie, Dioptrie usw.) und das Einheitensymbol dpt an . In der Sehhilfe wird häufig das Symbol D verwendet.

Die Idee Linsen der Nummerierung auf der Grundlage der gegenseitigen ihrer Brennweite in Metern wurde zuerst von Albrecht Nagel in 1866. Der Begriff vorgeschlagen Dioptrien von Französisch vorgeschlagen wurde Augenarzt Ferdinand Monoyer 1872, basierend auf früheren Verwendung des Begriffs Dioptrice von Johannes Kepler .

Bei der Sehkorrektur

Die Tatsache, dass optische Brechkräfte ungefähr additiv sind, ermöglicht es einem Augenoptiker , Korrekturlinsen als einfache Korrektur der Brechkraft des Auges zu verschreiben , anstatt eine detaillierte Analyse des gesamten optischen Systems (Auge und Linse) vorzunehmen. Die optische Leistung kann auch verwendet werden, um eine grundlegende Verschreibung zum Lesen anzupassen . So könnte ein Augenoptiker, der festgestellt hat, dass eine kurzsichtige (kurzsichtige) Person eine grundlegende Korrektur von, sagen wir, -2 Dioptrien benötigt, um die normale Fernsicht wiederherzustellen, dann eine weitere Verschreibung von 'Addiere 1' zum Lesen vornehmen, um die Mangel an Akkommodation (Fähigkeit, den Fokus zu ändern). Dies ist gleichbedeutend damit, dass zum Lesen -1 Dioptrien-Linsen vorgeschrieben sind.

Beim Menschen beträgt die optische Gesamtstärke des entspannten Auges etwa 60 Dioptrien. Etwa zwei Drittel dieser Brechkraft (ca. 40 Dioptrien) entfallen auf die Hornhaut, das restliche Drittel (ca. 20 Dioptrien) auf die Augenlinse . In Fokussierung der Ziliarmuskel auf die Verträge zu reduzieren Spannung oder Belastung auf die Linse durch die übertragenen Aufhängebänder . Dies führt zu einer erhöhten Konvexität der Linse, was wiederum die Brechkraft des Auges erhöht. Die Akkommodationsbreite beträgt etwa 11 bis 16 Dioptrien im Alter von 15 Jahren, sinkt auf etwa 10 Dioptrien im Alter von 25 Jahren und auf etwa 1 Dioptrie über dem 60. Lebensjahr.

Konvexlinsen haben einen positiven Dioptrienwert und werden im Allgemeinen verwendet, um Hyperopie (Weitsichtigkeit) zu korrigieren oder Menschen mit Presbyopie (der begrenzten Akkommodation des fortschreitenden Alters) das Lesen aus nächster Nähe zu ermöglichen. Konkave Linsen haben einen negativen Dioptrienwert und korrigieren im Allgemeinen Myopie (Kurzsichtigkeit). Typische Brillen für leichte Myopie haben eine Stärke von –0,50 bis –3,00 Dioptrien, während rezeptfreie Lesebrillen mit +1,00 bis +4,00 Dioptrien bewertet werden. Optometristen messen normalerweise den Brechungsfehler mit Linsen, die in Schritten von 0,25 Dioptrien abgestuft sind.

Krümmung

Die Dioptrie kann auch als Maß für die Krümmung verwendet werden , die dem Kehrwert des in Metern gemessenen Radius entspricht . Ein Kreis mit einem Radius von 1/2 Meter hat beispielsweise eine Krümmung von 2 Dioptrien. Wenn die Krümmung einer Oberfläche einer Linse ist C und der Brechungsindex ist n , die optische Leistung ist φ = ( n - 1) C . Wenn beide Oberflächen der Linse gekrümmt sind, betrachten Sie ihre Krümmungen als positiv zur Linse hin und fügen Sie sie hinzu. Dies ergibt ungefähr das richtige Ergebnis, solange die Dicke der Linse viel geringer ist als der Krümmungsradius einer der Oberflächen. Für einen Spiegel beträgt die optische Leistung φ = 2 C .

Verhältnis zur Vergrößerungsleistung

Die Vergrößerungsstärke V einer einfachen Lupe steht in Beziehung zu ihrer optischen Stärke φ um

${\displaystyle V=0,25\ \mathrm {m} \times \varphi +1}$.

Dies ist ungefähr die Vergrößerung, die beobachtet wird, wenn eine Person mit normalem Sehvermögen die Lupe nahe an ihr Auge hält.

Siehe auch

• Astigmatismus
• Dioptrien
• Objektivuhr
• Objektivmesser
• Optik
• Optometrie
• Prismenkorrektur#Prismendioptrien
• Vertometer

Verweise