Dioptría

La dioptría es la unidad que con valores positivos o negativos expresa el poder de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros. El signo '+' (positivo) corresponde a las lentes convergentes, y el '–' (negativo) a las divergentes.

En 1872 el oftalmólogo francés Ferdinand Monoyer estableció el término dioptría como una lente cuya distancia focal es de un metro.^[1]​ Dicha unidad de medida como unidad de difracción tuvo su discusión en el Congreso Mundial de Oftalmología celebrado en Londres en 1872,^[2]​ y sin embargo no tuvo aceptación.

Es a partir la publicación en la revista Annales d'Oculistiques y titulado «Sur l'introduction du système métrique dans le numérotage des verres de lunettes et sur le choix d'une unité de réfraction» que se divulga ese mismo año y en 1875, el Congreso de Oftalmología de Bruselas adoptaba la dioptría como unidad internacional de refracción en óptica media, la cual ahora es una norma actual.

Una lente cuya longitud focal sea de 1 metro, tendrá una potencia de +1 dioptría y una lente de +2 dioptrías es una lente convergente de distancia focal igual a 0,5 metros [P(Dp)= 1/F ; +2Dp(m)= 1/F ; F= 1/2m ; F= 0,5m].

Se define a la potencia de un espejo como su capacidad para hacer converger, si es un espejo cóncavo (o su capacidad para hacer parecer que divergen si es convexo), a (desde) un punto los rayos que inciden paralelos. Si estos, a su vez, son paralelos al eje principal, pasarán por el foco principal; si no es así, lo harán pasando por un foco secundario. De esta manera, es viable medir la potencia de los espejos como la recíproca de la posición focal que, si viene medida en metros, se medirá en dioptrías.

Para una lente delgada, con dos radios de curvatura, la potencia en dioptrías puede calcularse a partir de la siguiente fórmula:

${displaystyle P={frac {1}{f}}=(n-1)left({frac {1}{R_{2}}}-{frac {1}{R_{1}}} ight)}$

Donde:

R₁ y R₂: Denotan los radios de curvatura de la lente correspondiendo R₁ al lado izquierdo de la lente y R₂ al lado derecho siendo su signo determinado por el criterio general de signos en óptica: positivo si el centro de curvatura de la superficie reside a la derecha y negativo si el centro de curvatura se sitúa a la izquierda de la superficie.

Esta fórmula se deduce fácilmente a partir de la ecuación de un dioptrio, una superficie esférica refractora, aplicada sobre dos superficies y en la aproximación paraxial de ángulos pequeños.

Se tienen tres materiales con índices de refracción n_a, n_b, n_c separados por superficies esféricas. Tomamos n_a=1 al haber aire en un extremo de la lente y n_c=1 al haber aire en el otro extremo. La superficie de la lente tiene un radio exterior R₁ y radio interior R₂, donde el radio interior es mayor que exterior. Luego:

${displaystyle {frac {n_{a}}{S_{1}}}-{frac {n_{b}}{s_{1}}}={frac {n_{b}-n_{a}}{R_{1}}}}$

${displaystyle {frac {n_{b}}{S_{2}}}-{frac {n_{c}}{s_{2}}}={frac {n_{c}-n_{b}}{R_{2}}}}$

Aplicando n_a=1, n_c=1 y que s₁=-S₂ entonces:

${displaystyle {frac {1}{S_{1}}}+{frac {n_{b}}{s_{1}}}={frac {n_{b}-1}{R_{1}}}}$

${displaystyle -{frac {n_{b}}{s_{1}}}+{frac {1}{s_{2}}}={frac {1-n_{b}}{R_{2}}}}$

Sumando estas dos ecuaciones nos queda:

${displaystyle {frac {1}{S_{1}}}+{frac {n_{b}}{s_{1}}}-{frac {n_{b}}{s_{1}}}+{frac {1}{s_{2}}}={frac {n_{b}-1}{R_{1}}}+{frac {-(n_{b}-1)}{R_{2}}}}$

${displaystyle {frac {1}{S_{1}}}+{frac {1}{s_{2}}}={frac {n_{b}-1}{R_{1}}}+{frac {-(n_{b}-1)}{R_{2}}}=(n_{b}-1)left({frac {1}{R_{2}}}-{frac {1}{R_{1}}} ight)}$